BRPI0813314B1 - LIGHTING SYSTEM - Google Patents

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BRPI0813314B1
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BR
Brazil
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light
stimulus
physiological
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blue
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BRPI0813314-0A
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Portuguese (pt)
Inventor
Ian Ashdown
Original Assignee
Philips Lighting Holding B.V.
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Abstract

sistema para emitir luz, e, método para controlar luz para prover um estímulo fisiológico induzido por luz desejado e um estímulo luminoso desejado neste documento são divulgados métodos e sistemas para emitirem luz que pode prover um estímulo fisiológico induzido por luz desejado e um estímulo luminoso desejado. a luz pode ser controlada para variar o estímulo fisiológico dentro de uma primeira faixa predeterminada enquanto mantêm o estímulo luminoso dentro de uma segunda faixa predeterminada que é útil para uma gama de aplicações de autoiluminação e de espaço. por exemplo, um dispositivo pode incluir um controlador para controlar as correntes de acionamento fornecidas a uma pluralidade de elementos emissores de luz tendo diferentes características espectrais, caracterizado pelo fato de que a combinação de correntes é controlada de tal modo que a luz emitida mista é associada com os estímulos fisiológicos e luminosos desejados.light emitting system, and method for controlling light to provide a desired light-induced physiological stimulus and a desired light stimulus In this document, methods and systems for emitting light that can provide a desired light-induced physiological stimulus and a desired light stimulus are disclosed. . Light can be controlled to vary the physiological stimulus within a first predetermined range while maintaining the light stimulus within a predetermined second range that is useful for a range of self-luminance and space applications. For example, a device may include a controller for controlling the drive currents supplied to a plurality of light emitting elements having different spectral characteristics, characterized in that the combination of currents is controlled such that the mixed emitted light is associated. with the desired physiological and light stimuli.

Description

DESCRIÇÃODESCRIPTION

A invenção refere-se a sistemas de iluminação que empregam elementos emissores de luz e, mais particularmente, a sistemas de iluminação configurados para proverem iluminação, bem como estimularem um efeito fisiológico induzido por luz desejado.The invention relates to lighting systems that employ light-emitting elements and, more particularly, to lighting systems configured to provide lighting, as well as to stimulate a desired light-induced physiological effect.

Tradicionalmente, sistemas de iluminação têm sido empregados somente para iluminar, ou seja, prover luz artificial suficiente que possibilite reconhecer visualmente características do ambiente ou, em caso de sistemas de visão direta, do próprio sistema de iluminação. Pesquisa relativamente recente ilustra que luz também pode afetar certas funções fisiológicas de formas de vida e provocar uma variedade de efeitos fisiológicos, como descrito, por exemplo, em Figueiro Research Matters, Luzing Design and Application 36(5), 15-17, 2006; Figueiro et al. Demonstration of additivity failure in human circadian phototransduction, Neuroendocrinology Letters 26(5), 493-498, 2005; Figueiro et al. Orcadian effectiveness of two polychromatic luzs in suppressing human noctumal melatonin, Neuroscience Letters 406(3), 293-297, 2006 (coletivamente designadas, Publicações Figueiro), todas incorporadas neste documento por referência. Mostrou-se que a luz pode induzir variações em, por exemplo, metabolismo geral e ciclo de sono de uma variedade de formas de vida. Características de luz, tais como sua quantidade, composições espectrais particulares, bem como temporização e duração de exposição a luz, apresentam importantes indicações da intensidade de efeitos fisiológicos induzidos por luz. Estas características são designadas frequentemente como estímulos fisiológicos induzidos por luz. Observa-se, entretanto, que estímulos fisiológicos, em geral, podem incluir indicações diferentes do queTraditionally, lighting systems have been used only to illuminate, that is, to provide sufficient artificial light that makes it possible to visually recognize characteristics of the environment or, in the case of direct vision systems, the lighting system itself. Relatively recent research illustrates that light can also affect certain physiological functions of life forms and cause a variety of physiological effects, as described, for example, in Figueiro Research Matters, Luzing Design and Application 36 (5), 15-17, 2006; Figueiro et al. Demonstration of additivity failure in human circadian phototransduction, Neuroendocrinology Letters 26 (5), 493-498, 2005; Figueiro et al. Orcadian effectiveness of two polychromatic luzes in suppressing human noctumal melatonin, Neuroscience Letters 406 (3), 293-297, 2006 (collectively designated, Figueiro Publications), all of which are incorporated herein by reference. It has been shown that light can induce variations in, for example, general metabolism and the sleep cycle of a variety of life forms. Light characteristics, such as their quantity, particular spectral compositions, as well as timing and duration of exposure to light, present important indications of the intensity of light-induced physiological effects. These characteristics are often referred to as light-induced physiological stimuli. It is observed, however, that physiological stimuli, in general, may include different indications than

Petição 870190064826, de 10/07/2019, pág. 6/12 luz. Efeitos fisiológicos específicos que são relevantes ou indicativos de certos ciclos bioquímicos do metabolismo e seus efeitos em formas de vida durante todo o dia, por exemplo, ciclo de sono-vigília, ciclos de atividade orgânica e semelhante frequentemente são designados especificamente como estímulos circadianos.Petition 870190064826, of 10/07/2019, p. 6/12 light. Specific physiological effects that are relevant or indicative of certain biochemical cycles of metabolism and their effects on life forms throughout the day, for example, sleep-wake cycle, cycles of organic activity and the like are often specifically designated as circadian stimuli.

Em geral, ritmos circadianos são oscilações fisiológicas e comportamentais que normalmente são sincronizadas com o ciclo de luz e sombra natural do dia. Distúrbios do ritmo circadiano são ritmos circadianos inapropriados ou indesejados. Estes distúrbios tipicamente são relacionadas a mudanças repentinas e/ou extremas na relação entre uma exposição de organismo a luz ambiente e sua atividade. Ruptura de ritmos a longo prazo acredita-se possa levar a consequências adversas significantes para saúde sobre órgãos periféricos fora do cérebro, particularmente, no desenvolvimento ou agravamento de doença cardiovascular. Temporização de tratamento médico em coordenação com o relógio corporal pode aumentar significativamente eficácia e reduzir toxidade de droga ou reações adversas. Por exemplo, tratamento regulado apropriadamente com inibidores da enzima conversora da angiotensina (em inglês, ACEi) pode reduzir pressão sanguínea noturna e também beneficiar o remodelamento (reverso) ventricular esquerdo.In general, circadian rhythms are physiological and behavioral oscillations that are usually synchronized with the day's natural light and shadow cycle. Disorders of circadian rhythm are inappropriate or unwanted circadian rhythms. These disorders are typically related to sudden and / or extreme changes in the relationship between an organism's exposure to ambient light and its activity. Long-term disruption of rhythms is believed to lead to significant adverse health consequences for peripheral organs outside the brain, particularly in the development or worsening of cardiovascular disease. Timing medical treatment in coordination with the body clock can significantly increase effectiveness and reduce drug toxicity or adverse reactions. For example, properly regulated treatment with angiotensin-converting enzyme inhibitors (ACEi) can reduce nighttime blood pressure and also benefit left ventricular (reverse) remodeling.

Os distúrbios do ritmo circadiano são conhecidos como estando associados a mudança de local geográfico (jet lag) e atividade noturna (trabalhadores de último turno de horário de trabalho). Outro tipo comum de distúrbios do ritmo circadiano é o distúrbios afetivo sazonal (em inglês, SAD), que é caracterizado por sintomas, tais como depressão durante a estação de inverno, quando a duração de luz do dia é reduzida. Sabe-se há muito tempo que os ritmos circadianos em seres humanos e outros animais são afetados por exposição da retina à luz.Disorders of circadian rhythm are known to be associated with changes in geographic location (jet lag) and night activity (workers in the last shift of work hours). Another common type of circadian rhythm disturbance is seasonal affective disorder (SAD), which is characterized by symptoms, such as depression during the winter season, when the daylight duration is shortened. It has long been known that circadian rhythms in humans and other animals are affected by exposure of the retina to light.

Consequentemente, várias técnicas têm sido desenvolvidas para tratar distúrbios do ritmo circadiano expondo os olhos ou tecido de um indivíduo à luz. Muitas dessas técnicas empregam fontes de iluminação configuradas para gerarem luz artificial que simulam intimamente a intensidade e espectro de luz natural e outras condições de luz dinâmicas. Por exemplo, um dispositivo convencional inclui um conjunto de fontes de luz de várias cores controlado por um computador. As qualidades espectrais da luz produzida pelas fontes de luz são medidas e providas ao computador que então ajusta as fontes de luz para gerarem as condições de luz desejadas.Consequently, several techniques have been developed to treat circadian rhythm disorders by exposing an individual's eyes or tissue to light. Many of these techniques employ lighting sources configured to generate artificial light that closely simulate the intensity and spectrum of natural light and other dynamic light conditions. For example, a conventional device includes a set of light sources of various colors controlled by a computer. The spectral qualities of the light produced by the light sources are measured and provided to the computer, which then adjusts the light sources to generate the desired light conditions.

Outro dispositivo conhecido emprega uma pluralidade de diodos emissores de luz (LEDs) a uma distância particular de e orientados para o indivíduo; uma fonte de energia portátil eletricamente conectada aos LEDs; e um controlador para alterar a operação do LEDs. O dispositivo é leve e compacto suficientemente para confortavelmente ser usado pelo indivíduo. Um ou mais destes dispositivos são usados para emitirem luz para as retinas de um indivíduo, para o tecido vascular do indivíduo, ou simultaneamente tanto para as retinas quanto para o tecido vascular. Para iluminação da retina, pequenos LEDs são integrados nas armações dos óculos e posicionados para dirigirem luz aos olhos do indivíduo. Para iluminação do tecido vascular, uma matriz de lente e LEDs é contida em um estojo que é preso contra a pele do indivíduo.Another known device employs a plurality of light-emitting diodes (LEDs) at a particular distance from and oriented towards the individual; a portable power source electrically connected to the LEDs; and a controller to change the operation of the LEDs. The device is light and compact enough to comfortably be used by the individual. One or more of these devices are used to emit light to an individual's retinas, to the individual's vascular tissue, or simultaneously to both the retinas and the vascular tissue. For retinal lighting, small LEDs are integrated into the eyeglass frames and positioned to direct light into the individual's eyes. For lighting the vascular tissue, a lens array and LEDs are contained in a case that is attached against the individual's skin.

Também conhecidas são as fontes de luz configuradas para ajustarem ou modularem ritmos circadianos dos seres humanos e outros mecanismos corporais fotodependentes. Estas fontes de luz podem gerar luz, por exemplo, com componentes espectrais tendo comprimentos de onda distribuídos por todo o espectro visível, de modo a serem captados pelo olho humano como sendo substancialmente luz branca. A energia da luz emitida pela fonte dentro de uma banda de onda anômala em tomo de um comprimento de ondas de 460nm pode diferir significativamente da energia emitida em qualquer outra banda de onda de largura equivalente para aumentar ou suprimir a modulação de ritmos circadianos dos seres humanos.Also known are light sources configured to adjust or modulate human circadian rhythms and other photodependent body mechanisms. These light sources can generate light, for example, with spectral components having wavelengths distributed throughout the visible spectrum, in order to be captured by the human eye as being substantially white light. The light energy emitted by the source within an anomalous wave band around a wavelength of 460nm can differ significantly from the energy emitted in any other wave band of equivalent width to increase or suppress the modulation of circadian rhythms in humans .

É geralmente conhecido controlar a capacidade de manter o alerta de seres humanos expondo-os à radiação de luz adequada sem substancialmente influenciar a fase de um ciclo de melatonina. A melatonina é um hormônio do sono que pode ser usado para controlar a capacidade de manter o alerta de um ser humano. A radiação de luz adequada sendo especificada por uma fração de produção de radiação supressiva de melatonina (Melatonina Watt/Watt) e produção de luz (lúmen/Watt), a fração de produção e produção de luz sendo ajustadas para se obter o efeito desejado na fase de dito ciclo. Por exemplo, uma técnica convencional retrata uma tela de visão acoplada a um dispositivo limitador de cor. Um controlador programável altera sinais entre um dispositivo eletrônico e uma tela de visão para diminuir ou eliminar um sinal de uma cor específica na tela em tempos específicos. A eliminação ou diminuição da cor azul na tela permite produção normal de melatonina antes de intervalos de sono normais para permitir ciclos de sono normais.It is generally known to control the ability to alert humans by exposing them to adequate light radiation without substantially influencing the phase of a melatonin cycle. Melatonin is a sleep hormone that can be used to control a human being's alertness. Adequate light radiation being specified by a fraction of melatonin suppressive radiation production (Melatonin Watt / Watt) and light production (lumen / Watt), the fraction of light production and production being adjusted to obtain the desired effect on phase of said cycle. For example, a conventional technique depicts a viewing screen coupled with a color limiting device. A programmable controller changes signals between an electronic device and a viewing screen to decrease or eliminate a signal of a specific color on the screen at specific times. Eliminating or decreasing the blue color on the screen allows normal melatonin production before normal sleep intervals to allow normal sleep cycles.

Também é conhecido ajustar o ritmo circadiano de um indivíduo em um espaço produzindo um nível de intensidade de luz variável em um regime contínuo a partir de uma fonte de luz. A produção de luz a partir de uma fonte disponibilizada ao indivíduo no espaço é controlada em resposta a um sinal de controle que varia de uma maneira correspondente à altitude solar e lunar de um local geográfico pré-determinado e a passagem de tempo por um intervalo de tempo selecionado do dia em um local geográfico pré-determinado.It is also known to adjust an individual's circadian rhythm in a space by producing a level of variable light intensity in a continuous regime from a light source. The production of light from a source made available to the individual in space is controlled in response to a control signal that varies in a manner corresponding to the solar and lunar altitude of a predetermined geographical location and the passage of time over an interval of selected time of day in a predetermined geographic location.

Muitas dessas abordagens, entretanto, concentram-se unicamente em induzir efeito fisiológico desejado e, portanto, são pouco adequadas para iluminação. Por exemplo, as Publicações Figueiro reconheceram que radiação visível com comprimento de onda curta (por exemplo, luz azul) é responsável principalmente por sincronizar os ritmos circadianos do corpo e sugeriram o uso de luz azul para induzir este efeito benéfico. Infelizmente, a quantidade de radiação com comprimento de onda curta emitida pelas fontes de luz branca comum é bastante baixa. Consequentemente, luz azul por si própria é muito mais eficaz na sincronização dos ritmos circadianos do corpo do que a luz branca, como mostrado na Tabela 1. Empregar luz azul, entretanto, resulta em iluminação inadequada para a maioria das tarefas visuais.Many of these approaches, however, focus solely on inducing the desired physiological effect and, therefore, are poorly suited for lighting. For example, Figueiro Publications recognized that visible radiation with short wavelength (for example, blue light) is mainly responsible for synchronizing the body's circadian rhythms and suggested the use of blue light to induce this beneficial effect. Unfortunately, the amount of short wavelength radiation emitted by ordinary white light sources is quite low. Consequently, blue light itself is much more effective in synchronizing the body's circadian rhythms than white light, as shown in Table 1. Using blue light, however, results in inadequate lighting for most visual tasks.

Fonte de Luz Light source Lumens fotópicos/Watt Photopic Lumens / Watt Estímulo circadiano/Watt Circadian stimulus / Watt Fluorescente branca quente Warm white fluorescent 100 100 74 74 Fluorescente luz do dia Fluorescent daylight 100 100 157 157 Incandescente Incandescent 12 12 12 12 Luz do dia (6500 K) Daylight (6500 K) 70 70 133 133 LED azul Blue LED 15 15 418 418

Tabela 1 - Propriedades Fotópicas e Fisiológicas de Fonte de Luz Comum (Publicações Figueiro)Table 1 - Photopic and Physiological Properties of Common Light Source (Figueiro Publications)

Adicionalmente, sistemas e métodos convencionais não podem prover um estímulo fisiológico dentro de uma faixa desejada embora também mantenham um certo estímulo luminoso dentro de uma faixa que seja útil para uma gama de aplicações de autoiluminação ou de espaço. Portanto, existe uma necessidade de um novo método e sistema para prover iluminação e estímulo fisiológico induzido por luz que aborde os inconvenientes de enfoques convencionais.In addition, conventional systems and methods cannot provide a physiological stimulus within a desired range although they also maintain a certain light stimulus within a range that is useful for a range of self-illumination or space applications. Therefore, there is a need for a new method and system to provide illumination and light-induced physiological stimulation that addresses the drawbacks of conventional approaches.

O requerente deste documento reconheceu e observou que seria vantajoso prover uma fonte de luz branca cuja distribuição de potência espectral possa ser modificada para aumentar ou diminuir seu estímulo circadiano por watt elétrico, conforme necessário. A fonte de luz poderia então ser operada para prover espaço eficiente de energia e/ou autoiluminação de um modo normal, e, quando desejado, poder estimular um efeito fisiológico induzido por luz desejado, por exemplo, provendo a quantidade máxima de luz azul para sincronizar ritmos circadianos de um ser humano.The applicant for this document recognized and noted that it would be advantageous to provide a source of white light whose spectral power distribution can be modified to increase or decrease its circadian stimulus by electric watt as needed. The light source could then be operated to provide energy efficient space and / or auto-illumination in a normal way, and, when desired, be able to stimulate a desired light-induced physiological effect, for example, by providing the maximum amount of blue light to synchronize circadian rhythms of a human being.

Consequentemente, um objeto da invenção é prover um método e sistema para prover iluminação e estímulo fisiológico. De acordo com um aspecto da invenção, é provido um sistema para emitir luz, a luz provendo um estímulo fisiológico induzido por luz desejado e um estímulo luminoso desejado, o sistema compreendendo: um primeiro ou mais elementos emissores de luz configurados para emitirem luz de uma primeira faixa de comprimento de onda, o dito primeiro ou mais elementos emissores de luz sensíveis a um primeiro ou mais sinais de controle, um segundo ou mais elementos emissores de luz configurados para emitirem uma segunda faixa de comprimento de onda, o dito segundo ou mais elementos emissores de luz sensíveis a um segundo ou mais sinais de controle, e um sistema de controle operativamente acoplado ao um primeiro ou mais elementos emissores de luz e o um segundo ou mais elementos emissores de luz, o sistema de controle configurado para gerar o um primeiro ou mais sinais de controle e o dito segundo ou mais sinais de controle baseado no estímulo fisiológico induzido por luz desejado, o estímulo luminoso desejado, a primeira faixa de comprimento de onda e a segunda faixa de comprimento de onda. A variação do estímulo fisiológico pode incluir emissão variada de luz tendo frequências entre cerca de 420 nm e cerca de 500 nm. Em várias modalidades, os estímulos luminosos e fisiológicos desejados não excedem limites predeterminados ou ficam dentro de faixas de valor predeterminadas.Consequently, an object of the invention is to provide a method and system for providing illumination and physiological stimulus. According to one aspect of the invention, a system is provided for emitting light, the light providing a desired light-induced physiological stimulus and a desired light stimulus, the system comprising: a first or more light-emitting elements configured to emit light from a first wavelength range, said first or more light-emitting elements sensitive to a first or more control signals, a second or more light-emitting elements configured to emit a second wavelength range, said second or more light-emitting elements sensitive to a second or more control signals, and a control system operatively coupled to the first or more light-emitting elements and the second or more light-emitting elements, the control system configured to generate the one first or more control signals and said second or more control signals based on the desired light-induced physiological stimulus, the stimulus the desired light, the first wavelength range and the second wavelength range. The variation of the physiological stimulus can include varied emission of light having frequencies between about 420 nm and about 500 nm. In various modalities, the desired light and physiological stimuli do not exceed predetermined limits or fall within predetermined value ranges.

De acordo com outro aspecto da invenção, é provido um método de controle de luz para prover um estímulo fisiológico induzido por luz desejado e um estímulo luminoso desejado, o método compreendendo as etapas de: gerar luz tendo uma primeira faixa de comprimento de onda a uma primeira intensidade, gerar luz tendo uma segunda faixa de comprimento de onda a uma segunda intensidade, ajustando a primeira intensidade e a segunda intensidade para gerar luz mista tendo o estímulo fisiológico induzido por luz desejado e o estímulo luminoso desejado.According to another aspect of the invention, a light control method is provided to provide a desired light-induced physiological stimulus and a desired light stimulus, the method comprising the steps of: generating light having a first wavelength range at a first intensity, generate light having a second wavelength range to a second intensity, adjusting the first intensity and the second intensity to generate mixed light having the desired light-induced physiological stimulus and the desired light stimulus.

Nos desenhos, caracteres de referência semelhantes geralmente designam as mesmas partes por todas as vistas diferentes. Também, os desenhos não estão necessariamente em escala, ênfase, ao contrário, geralmente é dada ao se ilustrar os princípios da invenção.In the drawings, similar reference characters generally designate the same parts across different views. Also, the drawings are not necessarily to scale, emphasis, on the contrary, is generally given when illustrating the principles of the invention.

A fig. 1 ilustra fundamentos de cone de Stockman para visão colorida.Fig. 1 illustrates Stockman's cone fundamentals for color vision.

A fig. 2 ilustra gráficos de processo oponentes típicos para valência cromática vermelho-verde e azul-amarelo, bem como a resposta acromática de um observador humano padrão.Fig. 2 illustrates typical opposing process graphics for red-green and blue-yellow chromatic valence, as well as the achromatic response of a standard human observer.

A fig. 3 ilustra um estímulo fisiológico decomposto espectralmente em comparação com a curva de eficácia fotópica acromática VA do olho humano.Fig. 3 illustrates a spectrally decomposed physiological stimulus compared to the VA achromatic photopic efficiency curve of the human eye.

A fig. 4 ilustra um diagrama de bloco de arquiteturas de um sistema de acordo com uma modalidade da invenção.Fig. 4 illustrates an architectural block diagram of a system according to an embodiment of the invention.

A fig. 5 ilustra respostas acromáticas médias estatísticas fotópicas e escotópicas representativas comumente aceitas do olho humano em função do comprimento de onda.Fig. 5 illustrates representative average photometric and scotopic statistical achromatic responses commonly accepted by the human eye as a function of wavelength.

A fig. 6 ilustra uma porção de um diagrama de cromaticidade CIE mostrando misturas de diferentes conjuntos de elementos emissores de luz para obter uma cromaticidade desejada.Fig. 6 illustrates a portion of a CIE chromaticity diagram showing mixtures of different sets of light-emitting elements to obtain a desired chromaticity.

A fig. 7 ilustra um sistema para prover iluminação e estímulo fisiológico de acordo com uma modalidade da presente invenção.Fig. 7 illustrates a system for providing illumination and physiological stimulation according to an embodiment of the present invention.

A menos que definido de outro modo, todos os termos técnicos e científicos usados neste documento têm o mesmo significado comumente conhecido por uma pessoa com conhecimento comum da técnica a qual esta invenção ser refere. Especificamente, o termo elemento emissor de luz (LEE) é usado para definir um dispositivo que emite radiação em uma região ou combinação de regiões do espectro eletromagnético, por exemplo, a região visível, região infravermelha e/ou ultravioleta, quando ativada aplicando uma diferença potencial através dela ou passando uma corrente através dela, por exemplo. Portanto, um elemento emissor de luz pode ter características de emissão espectral monocromáticas, quase monocromáticas, policromáticas ou de banda larga. Como exemplos de elementos emissores de luz incluem LEDs semicondutores, orgânicos ou polímero/poliméricos, diodos emissores de luz revestidos de fósforo bombeados oticamente, diodos emissores de luz de nanocristais bombeados oticamente ou outros dispositivos similares, como ficaria prontamente compreendido por um trabalhador versado na técnica. Adicionalmente, o termo elemento emissor de luz é usado para definir o dispositivo específico que emite a radiação, por exemplo, uma matriz de LED, chip ou outro dispositivo deste tipo como será prontamente compreendido pela pessoa com conhecimento da técnica, e pode ser usado igualmente para definir uma combinação do dispositivo específico que emite a radiação junto com um substrato exclusivo ou compartido, dirigindo e/ou meio de saída óptica do dispositivo específico(s), ou um alojamento ou pacote dentro do qual o dispositivo específico ou dispositivos são colocados.Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used in this document have the same meaning commonly known to a person with common knowledge of the technique to which this invention refers. Specifically, the term light-emitting element (LEE) is used to define a device that emits radiation in a region or combination of regions in the electromagnetic spectrum, for example, the visible region, infrared and / or ultraviolet region, when activated by applying a difference potential through it or passing a current through it, for example. Therefore, a light emitting element may have monochromatic, almost monochromatic, polychromatic or broadband spectral emission characteristics. Examples of light-emitting elements include semiconductor, organic or polymer / polymeric LEDs, optically pumped phosphor-coated light-emitting diodes, optically pumped nanocrystal light-emitting diodes, or other similar devices, as would be readily understood by a worker skilled in the art . Additionally, the term light-emitting element is used to define the specific device that emits radiation, for example, an LED array, chip or other such device as will be readily understood by the person with knowledge of the technique, and can be used equally to define a combination of the specific device that emits radiation together with a unique or shared substrate, directing and / or optical output means of the specific device (s), or a housing or package into which the specific device or devices are placed.

O termo estímulo luminoso é usado neste documento para designar um ou mais aspectos de luz como visualmente captados por um observador humano. Por exemplo, cor, brilho, luminância, intensidade, fluxo luminoso, cromaticidade, temperatura de cor correlacionada (em inglês, CCT) e semelhante podem ser considerados estímulos luminosos, como seria compreendido por um trabalhador versado na técnica. Embora luz possa estimular visualmente diferentes observadores de diferentes formas, é prática comum usar métricas padronizadas para avaliarem vários estímulos luminosos. Uma gama de estímulos luminosos ou indicadores dos mesmos, por exemplo, eficácia luminosa, luminância, fluxo luminoso, intensidade, temperatura de cor correlacionada (CCT), índices de conversão de cor (em inglês, “CRI), e cromaticidade sob condições ou fotópicas, escotópicas ou mesópicas são conhecidas na técnica e padronizadas para várias condições de observação bem definidas. Por exemplo, CCT é tipicamente definida como a temperatura de um radiador de Planck cuja cor captada assemelha-se intimamente àquela de um dado estímulo no mesmo brilho e sob condições de visão especificadas.The term light stimulus is used in this document to designate one or more aspects of light as visually captured by a human observer. For example, color, brightness, luminance, intensity, luminous flux, chromaticity, correlated color temperature (in English, CCT) and the like can be considered light stimuli, as would be understood by a worker skilled in the art. Although light can visually stimulate different observers in different ways, it is common practice to use standard metrics to assess various light stimuli. A range of light stimuli or indicators thereof, for example, luminous efficacy, luminance, luminous flux, intensity, correlated color temperature (CCT), color conversion rates (in English, “CRI), and chromaticity under conditions or photopic , scotopic or mesopic are known in the art and standardized for several well-defined observation conditions. For example, CCT is typically defined as the temperature of a Planck radiator whose captured color closely resembles that of a given stimulus at the same brightness and under specified viewing conditions.

O termo estímulo fisiológico induzido por luz ou estímulo fisiológico é usado neste documento para designar uma característica de luz, tal como quantidade, certas composições espectrais bem como tempo e duração de exposição, que podem ser importantes indicações para a intensidade dos efeitos fisiológicos induzidos por luz. Observa-se, entretanto, que os estímulos fisiológicos, em geral, podem incluir indicações diferentes de luz. Efeitos fisiológicos específicos que são relevantes ou indicativos de certos ciclos bioquímicos do metabolismo e seus efeitos em formas de vida durante todo o dia, por exemplo, metabolização de melatonina, ciclos de sono e vigília, ciclos de atividade orgânica e semelhante frequentemente são designados como estímulos circadianos.The term physiological stimulus induced by light or physiological stimulus is used in this document to designate a characteristic of light, such as quantity, certain spectral compositions as well as time and duration of exposure, which can be important indications for the intensity of the physiological effects induced by light . It is observed, however, that physiological stimuli, in general, may include different indications of light. Specific physiological effects that are relevant or indicative of certain biochemical cycles of metabolism and their effects on life forms throughout the day, for example, melatonin metabolism, sleep and wake cycles, cycles of organic activity and the like are often referred to as stimuli circadian.

Em suas várias modalidades e implementações, a invenção refere-se a métodos e sistemas para emitir luz provendo um estímulo fisiológico induzido por luz desejado e um estímulo luminoso desejado. A luz pode ser controlada para variar o estímulo fisiológico dentro de uma primeira faixa predeterminada enquanto mantém o estímulo luminoso dentro de uma segunda faixa predeterminada que seja útil para uma gama de aplicações de autoiluminação ou de espaço. Por exemplo, em algumas modalidades, um controlador é provido para controlar as correntes de acionamento aplicadas a uma pluralidade de elementos emissores de luz tendo diferentes características espectrais, caracterizado pelo fato de que a combinação de correntes é controlada de tal modo que a luz mista emitida é associada com os estímulos fisiológicos e luminosos desejados.In its various modalities and implementations, the invention relates to methods and systems for emitting light providing a desired light-induced physiological stimulus and a desired light stimulus. The light can be controlled to vary the physiological stimulus within a first predetermined range while keeping the light stimulus within a second predetermined range that is useful for a range of auto-illumination or space applications. For example, in some embodiments, a controller is provided to control the drive currents applied to a plurality of light-emitting elements having different spectral characteristics, characterized by the fact that the combination of currents is controlled in such a way that the mixed light emitted it is associated with the desired physiological and luminous stimuli.

De acordo com modalidades da presente invenção, o sistema para emitir luz que provê estímulo fisiológico induzido por luz e estímulo luminoso inclui um primeiro ou mais elementos emissores de luz, um segundo ou mais elementos emissores de luz e um sistema de controle. O dito primeiro ou mais elementos emissores de luz são configurados para emitirem luz de uma primeira faixa de comprimento de onda e são sensíveis a um primeiro ou mais sinais de controle. Além disso, o dito segundo ou mais elementos emissores de luz são configurados para emitirem luz de uma segunda faixa de comprimento de onda e são sensíveis a um segundo ou mais sinais de controle. O sistema de controle é operativamente acoplado ao dito primeiro ou mais elementos emissores de luz e o dito segundo ou mais elementos emissores de luz, e é configurado para gerar tanto o primeiro como o segundo sinal de controle. Para a geração destes sinais de controle, o sistema de controle é configurado para usar informação representativa do estímulo fisiológico induzido por luz desejado e o estímulo luminoso desejado, juntamente com informação indicativa de uma primeira faixa de comprimento de onda e uma segunda faixa de comprimento de onda. Os sinais de controle avaliados pelo sistema de controle podem ser usados para controlarem o primeiro dos elementos emissores de luz e o segundo dos elementos emissores de luz, a fim de que luz tendo um estímulo fisiológico induzido por luz desejado dentro uma primeira faixa e um estímulo luminoso desejado dentro uma segunda faixa possa ser gerada.According to embodiments of the present invention, the system for emitting light that provides physiological stimulus induced by light and light stimulus includes a first or more light-emitting elements, a second or more light-emitting elements and a control system. Said first or more light-emitting elements are configured to emit light of a first wavelength range and are sensitive to a first or more control signals. In addition, said second or more light-emitting elements are configured to emit light of a second wavelength range and are sensitive to a second or more control signals. The control system is operatively coupled to said first or more light-emitting elements and said second or more light-emitting elements, and is configured to generate both the first and the second control signal. For the generation of these control signals, the control system is configured to use information representative of the desired light-induced physiological stimulus and the desired light stimulus, together with information indicative of a first wavelength range and a second wavelength range. wave. The control signals evaluated by the control system can be used to control the first of the light-emitting elements and the second of the light-emitting elements, so that light having a desired light-induced physiological stimulus within a first range and a stimulus desired light within a second band can be generated.

Tipicamente, os seres humanos podem captar luz mista a partir de fontes de luz multicoloridas apresentando diferentes distribuições de potência espectral (em inglês, SPDs) como luz branca porque os sensores de cor, ou cones, em nossa retina são sensíveis dentro de regiões bem amplas e sobrepostas do espectro visível. Por exemplo, o gráfico de “fundamentos de cone de Stockman” ilustrado na fig. 1 mostra a sensibilidade espectral de diferentes tipos de receptores cone do olho. O que é captado como substancialmente luz branca pode ser uma composição espectral altamente variável. Por exemplo, certos espectros com banda larga contínuos, tais como aqueles de luz do dia ou mesmo aqueles com picos espectrais distintos, tais como a luz emitida por uma gama de fontes de luz cromática coma banda curta, tais como LEEs vermelho, verde e azul, podem ser captados como luz branca.Typically, humans can capture mixed light from multicolored light sources with different spectral power distributions (SPDs) as white light because the color sensors, or cones, in our retina are sensitive within very wide regions and overlapping of the visible spectrum. For example, the "Stockman's cone fundamentals" graph illustrated in fig. 1 shows the spectral sensitivity of different types of eye cone receptors. What is captured as substantially white light can be a highly variable spectral composition. For example, certain continuous broadband spectra, such as those of daylight or even those with distinct spectral peaks, such as light emitted by a range of chromatic light sources with shortband, such as red, green and blue LEEs , can be captured as white light.

Os estímulos fisiológicos induzidos por luz podem correlacionar-se com as quantidades de radiação emitidas em regiões específicas de azul e verde da porção visível do espectro eletromagnético, e são frequentemente independentes da quantidade de radiação em outras regiões espectrais. Como técnicos qualificados prontamente observariam, os seres humanos e algumas outras espécies podem captar cor grandemente devido a certas sensibilidades do sistema visual a diferenças em intensidade de radiação em certos diferentes comprimentos de onda. Esta sensibilidade do sistema visual é tipicamente conhecida como oponência de cor e é abordada por Hurvich et al. Em An opponent-process theory of colour vision, Psychological Review 64: 384-404, 1957, incorporado neste documento por referência. A fig. 2 ilustra gráficos de processo oponentes típicos para valência cromática vermelho-verde e azul-amarelo, bem como a resposta acromática para um observador humano comum.The physiological stimuli induced by light can correlate with the amounts of radiation emitted in specific blue and green regions of the visible portion of the electromagnetic spectrum, and are often independent of the amount of radiation in other spectral regions. As skilled technicians would readily observe, humans and some other species can capture color largely due to certain sensitivities in the visual system to differences in radiation intensity at certain different wavelengths. This sensitivity of the visual system is typically known as color opposition and is addressed by Hurvich et al. In An opponent-process theory of color vision, Psychological Review 64: 384-404, 1957, incorporated herein by reference. Fig. 2 illustrates typical opposing process graphics for red-green and blue-yellow chromatic valence, as well as the achromatic response for an ordinary human observer.

Observa-se que existe uma gama de efeitos fisiológicos conhecidos por serem sensíveis a certos estímulos circadianos, e que diferentes estímulos podem provocar diferentes efeitos fisiológicos. Os efeitos fisiológicos podem incluir diferentes níveis de metabolização de certos tipos de hormônios, incluindo hormônios que podem afetar ou controlar sono, metabolismo celular, reações imunes e semelhante. Uma curva de eficácia de estímulo fisiológico de exemplo é mostrada na fig. 3 que geralmente ilustra a sensibilidade de metabolização de melatonina em função do comprimento de onda, como discutida por Rea em A Second Kind of Luz, Opto Photonic News, outubro de 2006, pp. 35-39, incorporado neste documento por referência. Esta curva atinge um pico de cerca de 440 nm (azul) e tem um mínimo local de cerca de 570 nm.It is observed that there is a range of physiological effects known to be sensitive to certain circadian stimuli, and that different stimuli can cause different physiological effects. The physiological effects can include different levels of metabolism of certain types of hormones, including hormones that can affect or control sleep, cell metabolism, immune reactions and the like. An example physiological stimulus efficiency curve is shown in fig. 3 which generally illustrates the sensitivity of melatonin metabolism to wavelength, as discussed by Rea in A Second Kind of Luz, Opto Photonic News, October 2006, pp. 35-39, incorporated herein by reference. This curve peaks at about 440 nm (blue) and has a local minimum of about 570 nm.

Observou-se que duas SPDs podem apresentar efeitos luminosos substancialmente similares, mas podem fazer surgir muitos efeitos fisiológicos diferentes. Por exemplo, diferentes luzes brancas podem apresentar intensidade similar e temperatura de cor correlacionada (CCT), embora atuando substancialmente diferentemente como estímulos fisiológicos. Por exemplo, em uma modalidade da invenção uma luminária baseada em LEE RGB tem dois LEEs azuis com comprimentos de onda de pico de cerca de 440 nm e cerca de 480 nm, respectivamente. Cada um bem como ambos LEEs azuis podem ser usados para gerarem luz branca de uma ampla faixa de CCTs quando usados em combinação com LEEs vermelho e azul. Embora a intensidade fotométrica captada do LEE azul com comprimento de onda de pico de 480 nm, no entanto, seja seis vezes aquela do LEE azul com comprimento de onda de pico de 440 nm, o estímulo circadiano mostrado na fig. 3 de luz azul de 480 nm é de cerca de 60% daquele da luz azul de 440 nm. Dependendo da relação de luz azul de 440 nm e 480 nm, o estímulo circadiano correspondente, devido a um sistema de fonte de luz baseado em LEE multicolorido, pode ser controlado por cerca de uma ordem de magnitude sem tipicamente qualquer mudança perceptível em estímulos luminosos, tais como intensidade captada, fluxo luminoso ou CCT, variando as intensidades relativas dos LEEs azuis com comprimento de onda de pico de 440 nm e 480 nm. Observa-se que o mesmo princípio aplica-se quando se combina estes LEEs azuis com LEEs de outras cores, como branco quente, azul e verde.It has been observed that two SPDs can have substantially similar lighting effects, but they can give rise to many different physiological effects. For example, different white lights may have similar intensity and correlated color temperature (CCT), although acting substantially differently as physiological stimuli. For example, in one embodiment of the invention a luminaire based on RGB LEE has two blue LEEs with peak wavelengths of about 440 nm and about 480 nm, respectively. Each as well as both blue LEEs can be used to generate white light from a wide range of CCTs when used in combination with red and blue LEEs. Although the photometric intensity captured by the blue LEE with a peak wavelength of 480 nm, however, it is six times that of the blue LEE with a peak wavelength of 440 nm, the circadian stimulus shown in fig. 3 of 480 nm blue light is about 60% of that of 440 nm blue light. Depending on the blue light ratio of 440 nm and 480 nm, the corresponding circadian stimulus, due to a light source system based on multicolored LEE, can be controlled by about an order of magnitude without typically any noticeable change in light stimuli, such as captured intensity, luminous flux or CCT, varying the relative intensities of the blue LEEs with a peak wavelength of 440 nm and 480 nm. It is observed that the same principle applies when combining these blue LEEs with LEEs of other colors, such as warm white, blue and green.

Geralmente, mudando-se de luz de certos primeiros espectros para luz de certos segundos espectros pode-se afetar estímulos fisiológicos em uma maior medida do que se afeta, se de todo, um estímulo luminoso desejado. Por exemplo, em uma modalidade, a presente invenção pode ser usada para manter uma luz branca de qualidade adequadamente alta associada com um estímulo luminoso predeterminado, por exemplo, uma intensidade predeterminada, CCT, CRI, ou cromaticidade, embora isso também possa causar um efeito fisiológico significativo por meio de variação de um estímulo fisiológico respectivo.Generally, changing from light of certain first spectra to light of certain second spectra can affect physiological stimuli to a greater extent than if, at all, a desired light stimulus is affected. For example, in one embodiment, the present invention can be used to maintain a suitably high quality white light associated with a predetermined light stimulus, for example, a predetermined intensity, CCT, CRI, or chromaticity, although this can also cause an effect significant physiological effect by varying a respective physiological stimulus.

A fig. 4 ilustra a arquitetura de um sistema de iluminação baseado em LEE 100 de acordo com várias modalidades da presente invenção. O sistema de iluminação inclui LEEs 130 de N cores diferentes, um controlador 110 e um sistema óptico 120. Em muitas modalidades, a fonte de luz inclui LEEs 130 de pelo menos duas cores diferentes. Qualquer um dos LEEs 130 pode emitir, por exemplo, luz vermelha, verde, azul, âmbar, magenta, amarela, ciano, branca ou outra luz colorida ou combinação de cores. O sistema óptico 120 é desenhado para eficientemente capturar e misturar luz emitida pelos LEEs multicor. O sistema 100 pode incluir um sistema de sensor óptico 140 para avaliar a composição espectral da luz mista. O sistema de sensor óptico opcional 140 pode ser acoplado operativamente a um controlador configurado adequadamente e a combinação usada para controlar os elementos emissores de luz de uma maneira de retroalimentação óptico. O sistema de iluminação também pode incluir uma interface de usuário 150 para prover certos parâmetros fornecidos por um usuário durante operação. O sistema de iluminação 100 pode ser usado para várias aplicações de iluminação de espaço e/ou autoiluminação de uso geral, tais como acessórios/luminárias ou em dispositivos de exibição, tais como telas, painéis, monitores ou projetores.Fig. 4 illustrates the architecture of a lighting system based on LEE 100 according to various modalities of the present invention. The lighting system includes LEEs 130 of N different colors, a controller 110 and an optical system 120. In many embodiments, the light source includes LEEs 130 of at least two different colors. Any of the LEEs 130 can emit, for example, red, green, blue, amber, magenta, yellow, cyan, white or other colored light or color combination. Optical system 120 is designed to efficiently capture and mix light emitted by multicolored LEEs. System 100 may include an optical sensor system 140 to assess the spectral composition of mixed light. The optional optical sensor system 140 can be operatively coupled to a properly configured controller and the combination used to control the light-emitting elements in an optical feedback manner. The lighting system may also include a user interface 150 to provide certain parameters provided by a user during operation. The lighting system 100 can be used for various applications of space lighting and / or general purpose auto-lighting, such as accessories / luminaires or in display devices such as screens, panels, monitors or projectors.

A presente invenção também enfoca um método para controlar um sistema de iluminação baseado em LEE, tal como aquele que pode gerar luz tendo tanto estímulos luminosos como fisiológicos desejados e/ou de tal modo que os estímulos luminosos e fisiológicos desejados não excedam limites predeterminados ou caiam dentro de faixas de valor predeterminadas. A luz gerada pela fonte de luz baseada em LEE pode prover tanto estímulos luminosos quanto fisiológicos, seja simultaneamente ou altemativamente. No último caso mencionado, por exemplo, a fonte de luz pode prover primeiros estímulos luminosos e fisiológicos desejados de uma só vez enquanto provê ou o estímulo luminoso ou o fisiológico em um outro momento. Em outras palavras, a fonte de luz pode ser configurada para prover somente o estímulo fisiológico desejado, que é geralmente inadequado para iluminação e não provê o estímulo luminoso desejado, como definido acima. A fonte de luz também pode ser configurada para prover níveis variáveis ou tipos variáveis de estímulos luminosos e/ou fisiológicos. Em algumas modalidades da invenção, esta variabilidade é imperceptível ao observador.The present invention also focuses on a method for controlling an LEE-based lighting system, such as one that can generate light having both desired light and physiological stimuli and / or in such a way that the desired light and physiological stimuli do not exceed predetermined limits or fall within predetermined value ranges. The light generated by the LEE-based light source can provide both light and physiological stimuli, either simultaneously or alternatively. In the last case mentioned, for example, the light source can provide the first desired light and physiological stimuli at once while providing either the light or the physiological stimulus at another time. In other words, the light source can be configured to provide only the desired physiological stimulus, which is generally unsuitable for illumination and does not provide the desired light stimulus, as defined above. The light source can also be configured to provide varying levels or varying types of light and / or physiological stimuli. In some embodiments of the invention, this variability is imperceptible to the observer.

Embora algumas métricas para quantificar reprodutivamente estímulos fisiológicos/circadiano existam, métricas refinadas para quantificar estímulos circadianos estão sendo desenvolvidas na técnica. Diferentes métricas podem ser empregadas na presente invenção através, por exemplo, de reconfiguração do controlador ou seleção de LEEs adequados, como ficaria prontamente compreendido por um trabalhador versado na técnica. Uma gama de estímulos luminosos, por exemplo, luminância, fluxo luminoso, intensidade, CCT, CRI e cromaticidade sob condições ou fotópicas, escotópicas ou mesópicas são conhecidas na técnica e padronizadas para condições de observação muito bem definidas. A eficácia luminosa, a razão de fluxo luminoso em relação ao fluxo radiante, também é um indicador similarmente conhecido, padronizado e potencialmente útil de estímulos luminosos.Although some metrics exist to reproduce quantitatively physiological / circadian stimuli, refined metrics to quantify circadian stimuli are being developed in the technique. Different metrics can be employed in the present invention through, for example, reconfiguring the controller or selecting suitable LEEs, as would be readily understood by a worker skilled in the art. A range of light stimuli, for example, luminance, luminous flux, intensity, CCT, CRI and chromaticity under conditions or photopic, scotopic or mesopic, are known in the art and standardized for very well-defined observation conditions. Luminous efficacy, the ratio of luminous flux to radiant flux, is also a similarly known, standardized and potentially useful indicator of light stimuli.

Em uma modalidade, a luz emitida pelos LEEs pode interagir com os componentes do sistema de iluminação. Ela pode ser refratada e absorvida a diferentes taxas conforme determinado pelos índices de refração e absorção a diferentes comprimentos de onda. O sistema óptico pode ser desenhado para explorar estes efeitos, de modo a propriamente misturar a luz proveniente dos diferentes LEEs em um feixe de radiação homogêneo e adequado, que seja adequado para a aplicação de iluminação desejada. A luz provida pelo sistema óptico, embora sendo aproximadamente uma soma ou superposição da luz provida por cada LEE, pode apresentar características indesejadas e praticamente irrelevantes, características possivelmente indesejadas da composição espectral da luz emitida devido à absorção, refração, diffação, aberração cromática e semelhante dentro do sistema de fonte de luz. Em uma modalidade, o controlador pode ser configurado para compensar características espectrais indesejadas, a fim de manter os estímulos luminosos e fisiológicos desejados na luz emitida independente de se um ciclo óptico aberto ou fechado é empregado para controlar a luz. Por exemplo, o controlador pode compensar quantidades relativamente mais altas de absorção de luz com comprimento de onda curta pelo sistema de fonte de luz aumentando a intensidade de luz emitida por esses LEEs que emitem diretamente ou provocam geração dessa luz com comprimento de onda curta.In one embodiment, the light emitted by the LEEs can interact with the components of the lighting system. It can be refracted and absorbed at different rates as determined by the refractive index and absorption at different wavelengths. The optical system can be designed to exploit these effects, in order to properly mix the light coming from the different LEEs in a homogeneous and adequate radiation beam, which is suitable for the desired lighting application. The light provided by the optical system, although being approximately a sum or superposition of the light provided by each LEE, can present undesired and practically irrelevant characteristics, possibly undesirable characteristics of the spectral composition of the light emitted due to absorption, refraction, diffusion, chromatic aberration and the like inside the light source system. In one embodiment, the controller can be configured to compensate for unwanted spectral characteristics in order to maintain the desired light and physiological stimuli in the light emitted regardless of whether an open or closed optical cycle is employed to control the light. For example, the controller can compensate for relatively higher amounts of light absorption with short wavelength by the light source system by increasing the light intensity emitted by those LEEs that directly emit or cause generation of that light with short wavelength.

Além de LEEs de diferentes cores, diferentes tipos de LEEs podem ser empregados no sistema de fonte de luz. Por exemplo, o sistema de fonte de luz pode empregar luz branca quente com espectro longo, por exemplo, CCT baixo, LEEs em combinação com LEEs azul e verde com espectro curto. Como um outro exemplo, a fonte de luz pode empregar somente LEEs vermelhos, verdes e azuis. Adequadamente controlados, LEEs de diferente cor podem ser usados para variarem desejavelmente estímulos fisiológicos e luminosos, por exemplo, intensidade, CCT ou cromaticidade da luz mista.In addition to LEEs of different colors, different types of LEEs can be used in the light source system. For example, the light source system can employ warm white light with long spectrum, for example, low CCT, LEEs in combination with blue and green LEEs with short spectrum. As another example, the light source may employ only red, green and blue LEEs. Properly controlled, LEEs of different color can be used to vary desirably physiological and luminous stimuli, for example, intensity, CCT or chromaticity of mixed light.

Os elementos emissores de luz podem ser ligados e desligados rapidamente. Para uma ampla variedade de aplicações de iluminação, os transientes entre ciclos de liga-desliga podem ser considerados praticamente instantaneamente. Como é conhecido, os LEEs, por conseguinte, podem ser controlados efetivamente por uma variedade de diferentes maneiras. Por exemplo, o brilho percebido de luz emitida por LEE pode ser controlado pulsando rapidamente a corrente de acionamento entre estados de liga-desliga do LEE. Exemplos típicos de controle de corrente de acionamento pulsada incluem modulação por largura de pulso (em inglês, PWM) e modulação por código de pulso (em inglês, PCM). Uma PWM adequada pode ser usada para controle de brilho preciso por uma grande faixa dinâmica. Tipicamente, métodos de PWM e PCM utilizam trens de corrente de acionamento com ou uma frequência fixa ou duração de pulso e correntes de acionamento de comutação entre zero (DESLIGADO) e um valor finito fixo (LIGADO), enquanto variam ou o ciclo de serviço ou a densidade de trem de pulso. Existem uma imensa gama de variações de métodos de PWM e PCM em que amplitudes ou frequências de corrente de acionamento podem ser variadas, ou em que uma corrente finita diferente de zero DESLIGADO pode ser utilizada. Como é conhecido, cintilação de luz proveniente de LEEs pulsados suficientemente rapidamente é tipicamente imperceptível. O limite de baixa frequência respectivo, também chamado a frequência de fusão crítica, é sujeito a certas condições do observador e pode variar entre indivíduos e espécies diferentes. Os seres humanos normalmente não conseguem perceber flutuações de brilho acima de cerca de 100 Hertz. Como também é conhecido, o sistema visual humano é menos suscetível a certas variações de cor/cromaticidade do que a flutuações de brilho. Os LEEs também podem ser controlados variando a amplitude de uma corrente de acionamento contínua. Diferentes modalidades da invenção podem empregar estas e outras formas de controle de corrente de acionamento.The light-emitting elements can be switched on and off quickly. For a wide variety of lighting applications, transients between on-off cycles can be considered almost instantly. As is known, LEEs, therefore, can be effectively controlled in a variety of different ways. For example, the perceived brightness of light emitted by LEE can be controlled by rapidly pulsating the drive current between LEE on-off states. Typical examples of pulsed current control include pulse width modulation (in English, PWM) and pulse code modulation (in English, PCM). A suitable PWM can be used for precise brightness control over a wide dynamic range. Typically, PWM and PCM methods use drive current trains with either a fixed frequency or pulse duration and switching drive currents between zero (OFF) and a fixed finite value (ON), while varying either the duty cycle or the pulse train density. There are a wide range of variations in PWM and PCM methods in which the amplitudes or frequencies of the drive current can be varied, or in which a finite current other than zero OFF can be used. As is known, light flicker from LEEs pulsed quickly enough is typically imperceptible. The respective low frequency limit, also called the critical fusion frequency, is subject to certain conditions of the observer and can vary between different individuals and species. Human beings normally cannot perceive brightness fluctuations above about 100 Hertz. As is also known, the human visual system is less susceptible to certain variations in color / chromaticity than to fluctuations in brightness. LEEs can also be controlled by varying the amplitude of a continuous drive current. Different embodiments of the invention can employ these and other forms of drive current control.

Em algumas modalidades, o controlador controla as correntes de acionamento de LEE para N diferentes cores de LEEs de acordo com um método de corrente de acionamento. Observa-se que mais do que um LEE pode ser empregado por cor. Em uma modalidade, com respeito à luz emitida por cada LEE, o controlador pode ser ou um controlador “alimentação posterior” (ciclo óptico aberto) ou uma “retroalimentação” (ciclo óptico fechado). Um controlador retroalimentação óptico tipicamente requer um sistema adequado de sensor óptico que seja capaz de avaliar, pelo menos a uma certa medida, a composição espectral da luz emitida. Adicionalmente, em uma modalidade, o sistema de fonte de luz pode compreender um ou mais sensores de temperatura ou de tensão direta para proverem informações indicativas da temperatura operacional dos LEEs ou outras características operacionais, por exemplo, e o controlador pode ser configurado como um controlador retroalimentação de temperatura conformemente, independente do uso de um ciclo óptico aberto ou fechado. A tensão direta de muitos tipos de LEEs pode ser usada para adequadamente avaliar com exatidão temperatura de junção de LEE. Uma gama de outras formas de sensores de temperatura poderia ser conhecida por um trabalhador versado na técnica.In some embodiments, the controller controls the LEE drive currents for N different colors of LEEs according to a drive current method. It is observed that more than one LEE can be used per color. In one embodiment, with respect to the light emitted by each LEE, the controller can be either a “rear feed” (open optical cycle) or a “feedback” (closed optical cycle) controller. An optical feedback controller typically requires a suitable optical sensor system that is capable of evaluating, at least to a certain extent, the spectral composition of the light emitted. Additionally, in one embodiment, the light source system may comprise one or more temperature or direct voltage sensors to provide information indicating the operating temperature of the LEEs or other operational characteristics, for example, and the controller can be configured as a controller temperature feedback accordingly, regardless of the use of an open or closed optical cycle. The direct voltage of many types of LEEs can be used to accurately assess LEE junction temperature. A range of other forms of temperature sensors could be known to a worker skilled in the art.

Em uma modalidade, o controlador pode ser configurado de acordo com um modelo adequadamente preciso dos componentes da fonte de luz baseada em sistema de LEE para poder controlar desejavelmente e com precisão a luz mista emitida, pelo menos em parte, de uma maneira de ciclo óptico aberto. O modelo pode incluir parâmetros tais como cor nominal e faixa de banda espectral de cada LEE, desvio de temperatura e alargamento espectral de cada LEE, temperaturas da junção para cada LEE, e funções de resposta de fluxo luminoso de corrente de acionamento de cada LEE, e semelhante. Em modalidades com um sensor óptico opcional, o controlador pode ser configurado opcionalmente de acordo com características dinâmicas inerentes nas funções de resposta de corrente de acionamento vs. fluxo luminoso para avaliar controle de corrente de acionamento dinâmica com reduzidos efeitos colaterais indesejados e, dessa maneira, realizar controle retroalimentação mais rápido e estável.In one embodiment, the controller can be configured according to a suitably accurate model of the light source components based on the LEE system to be able to desirably and accurately control the mixed light emitted, at least in part, in an optical cycle manner Open. The model can include parameters such as nominal color and spectral band range of each LEE, temperature deviation and spectral widening of each LEE, junction temperatures for each LEE, and drive current light response functions for each LEE, it's similar. In modes with an optional optical sensor, the controller can be optionally configured according to dynamic characteristics inherent in the drive current response functions vs. luminous flux to assess dynamic drive current control with reduced unwanted side effects and, thus, perform faster and more stable feedback control.

O controlador pode incluir uma gama de componentes incluindo microprocessadores, microcontroladores, CPUs, dispositivos lógicos programáveis, drivers, fontes de corrente direta, estabilizadores de tensão, e semelhante, a fim de proverem correntes de acionamento pulsadas ou diretas para os LEEs. O controlador também é configurado para determinar correntes de acionamento baseadas nos estímulos luminosos e circadianos ou fisiológicos, e ele talvez possa prover e comutar entre diferentes métodos de operação para criar os estímulos desejados.The controller can include a range of components including microprocessors, microcontrollers, CPUs, programmable logic devices, drivers, direct current sources, voltage stabilizers, and the like, to provide pulsed or direct drive currents for LEEs. The controller is also configured to determine drive currents based on light and circadian or physiological stimuli, and it may be able to provide and switch between different operating methods to create the desired stimuli.

Em uma modalidade, o controlador pode ser acoplado operativamente a um dispositivo de memória. Por exemplo, o dispositivo de memória pode ser integrado no controlador, ou ele pode ser um dispositivo de memória conectado ao controlador por meio de uma ligação de comunicação adequada. Em uma outra modalidade, o controlador pode armazenar as magnitudes de tensão e/ou corrente de tensões de acionamento e/ou correntes previamente determinadas no dispositivo de memória, para uso subsequente durante operação dos equipamentos. O dispositivo de memória pode ser configurado como uma memória somente de leitura programável apagável eletricamente (EEPROM), memória somente de leitura programável e apagável (EPROM), memória de acesso aleatório não volátil (NVRAM), memória somente de leitura (ROM), memória somente de leitura programável (PROM), memória flash ou qualquer outra memória não volátil de armazenamento de dados. A memória pode ser usada para armazenar dados e controlar instruções, por exemplo, código de programa, software, microcódigo ou firmware, para monitorar ou controlar ou um ou mais dispositivos que são acoplados ao controlador e que podem ser providos para executarem ou processarem pela CPU associada com o controlador.In one embodiment, the controller can be operatively coupled to a memory device. For example, the memory device can be integrated into the controller, or it can be a memory device connected to the controller via an appropriate communication link. In another mode, the controller can store the magnitudes of voltage and / or current of drive voltages and / or currents previously determined in the memory device, for subsequent use during equipment operation. The memory device can be configured as an electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), programmable erasable read-only memory (EPROM), non-volatile random access memory (NVRAM), read-only memory (ROM), memory programmable read-only (PROM), flash memory or any other non-volatile data storage memory. The memory can be used to store data and control instructions, for example, program code, software, microcode or firmware, to monitor or control or one or more devices that are coupled to the controller and that can be provided to execute or process by the CPU associated with the controller.

Em modalidades da presente invenção, o controlador pode ser configurado adequadamente para determinar correntes de acionamento para cada cor de LEE, de tal modo que a luz mista provê estímulos luminosos e fisiológicos desejados, por exemplo, estímulos circadianos, nas formas descritas acima. Por exemplo, o controlador pode incluir um módulo de controle de estímulo configurado para determinar, baseado, por exemplo, em entrada de usuário ou outras instruções, se um estímulo fisiológico é desejado ou não e, se for, uma quantidade e tipo desejados de estímulo a ser induzido pelo sistema de iluminação. O módulo de controle de estímulo pode ser configurado ainda para determinar quantidades de luz de cada tipo para prover o estímulo fisiológico, enquanto mantêm um ou mais estímulos luminosos em uma faixa desejada, e influenciar apropriadamente as correntes de acionamento dos elementos emissores de luz.In embodiments of the present invention, the controller can be appropriately configured to determine drive currents for each LEE color, such that the mixed light provides desired light and physiological stimuli, for example, circadian stimuli, in the ways described above. For example, the controller may include a stimulus control module configured to determine, based, for example, on user input or other instructions, whether a physiological stimulus is desired or not and, if so, a desired amount and type of stimulus to be induced by the lighting system. The stimulus control module can also be configured to determine amounts of light of each type to provide the physiological stimulus, while maintaining one or more light stimuli in a desired range, and to appropriately influence the activation currents of the light-emitting elements.

Por exemplo, se o módulo de controle de estímulo determinar que substancialmente nenhum estímulo fisiológico é desejado, o controlador pode fazer com que os elementos emissores de luz sejam acionados para proverem iluminação tendo estímulos luminosos desejados, sem consideração particular em prover estímulos fisiológicos. Os estímulos luminosos desejados, em uma modalidade, podem ser determinados baseados em sinal de entrada para o controlador, por exemplo, proveniente de entrada de usuário. Se o módulo de controle de estímulo determinar que um estímulo fisiológico particular é desejado, o controlador pode fazer com que uma combinação selecionada de elementos emissores de luz seja acionada usando correntes selecionadas para proverem o estímulo desejado. Os elementos emissores de luz e correntes de acionamento podem ser selecionados pelo módulo de controle de estímulo em conjunto com o controlador, de tal modo que o estímulo fisiológico e um ou mais estímulos luminosos desejados fiquem dentro de uma faixa predeterminada desejada, se possível, se o estímulo fisiológico desejado e os estímulos luminosos desejados não puderem ser providos devido à limitações do sistema de iluminação, tal como a gama de luz emitida pelos elementos emissores de luz, então o módulo de controle de estímulo pode ajustar um ou mais dos estímulos fisiológicos desejados e dos estímulos luminosos desejados de uma maneira predeterminada até que uma iluminação viável dentro de faixas aceitáveis para ambos os estímulos luminosos e os estímulos fisiológicos possa ser encontrada. Por exemplo, um nível mais baixo do que o desejado de estímulos fisiológicos pode ser induzido para preservar iluminação em um nível desejado.For example, if the stimulus control module determines that substantially no physiological stimulus is desired, the controller can cause the light-emitting elements to be triggered to provide illumination with desired light stimuli, with no particular consideration in providing physiological stimuli. The desired light stimuli, in one mode, can be determined based on the input signal to the controller, for example, coming from user input. If the stimulus control module determines that a particular physiological stimulus is desired, the controller can cause a selected combination of light-emitting elements to be triggered using selected currents to provide the desired stimulus. The light-emitting elements and drive currents can be selected by the stimulus control module in conjunction with the controller, such that the physiological stimulus and one or more desired light stimuli are within a desired predetermined range, if possible, if possible. the desired physiological stimulus and the desired light stimuli cannot be provided due to the limitations of the lighting system, such as the range of light emitted by the light-emitting elements, so the stimulus control module can adjust one or more of the desired physiological stimuli and the desired light stimuli in a predetermined manner until a viable illumination within acceptable ranges for both light stimuli and physiological stimuli can be found. For example, a lower-than-desired level of physiological stimuli can be induced to preserve lighting at a desired level.

Em uma modalidade, o controlador pode ser configurado para emitir as formas de onda de corrente desejadas diretamente aos elementos emissores de luz operativamente acoplados ao mesmo usando acionadores de corrente integrados no controlador.In one embodiment, the controller can be configured to output the desired current waveforms directly to the light-emitting elements operatively coupled to it using current drivers integrated into the controller.

Em outra modalidade, o controlador pode ser configurado para emitir sinais de controle aos acionadores de corrente, os sinais de controle configurados para induzirem os acionadores de corrente a emitirem as formas de onda de corrente desejadas aos elementos emissores de luz operativamente acoplados ao mesmo.In another embodiment, the controller can be configured to send control signals to the current drivers, the control signals configured to induce the current drivers to emit the desired current waveforms to the light emitting elements operatively coupled to it.

Um estímulo fisiológico provido por luz de um dado espectro pode ser avaliado similarmente à intensidade ou cromaticidade, transformando adequadamente o espectro da luz emitida pela fonte de luz baseada em um modelo de estímulo fisiológico. A sensibilidade decomposta espectralmente de um exemplo de estímulo fisiológico é ilustrada na fig. 3. A fig. 5 ilustra respostas médias estatísticas fotópicas e escotópicas representativas comumente aceitas do olho humano em função do comprimento de onda. Estas características de resposta podem ser usadas para determinar a eficácia luminosa de luz ponderando a distribuição espectral da luz de interesse com a resposta fisiológica, fotópica, mesópica ou escotópica respectiva e avaliando os valores ponderada médios, ou por, por exemplo, integração ou, aproximadamente, por totalização dos valores ponderados a intervalos discretos ou outro método, como técnicos qualificados prontamente observariam.A physiological stimulus provided by light from a given spectrum can be evaluated similarly to intensity or chromaticity, adequately transforming the spectrum of light emitted by the light source based on a physiological stimulus model. The spectrally decomposed sensitivity of an example of a physiological stimulus is illustrated in fig. 3. Fig. 5 illustrates representative average photopic and scotopic statistical responses commonly accepted by the human eye as a function of wavelength. These response characteristics can be used to determine the luminous efficacy of light by weighting the spectral distribution of the light of interest with the respective physiological, photopic, mesopic or scotopic response and evaluating the weighted average values, or by, for example, integration or, approximately , by totaling the weighted values at discrete intervals or another method, as qualified technicians would readily observe.

A invenção geralmente tira vantagem de um ou mais modelos de estímulo fisiológico empíricos de certos efeitos fisiológicos, cada um usando uma certa função de estímulo fisiológico espectral. Em uma modalidade, estas funções podem ser usadas para avaliarem um efeito fisiológico esperado, avaliando a média ponderada ou outra função da distribuição espectral da luz em questão. Observa-se que determinar um estímulo fisiológico pode requerer informações sobre a intensidade de uma radiação nas regiões visíveis bem como certas quase visíveis do espectro da luz mista, Também se observa que a intensidade de radiação em algumas regiões de comprimento de onda quase visível pode ter pouco ou nenhum efeito sobre estímulos luminosos, tais como intensidade ou cromaticidade. Também se observa que um estímulo fisiológico instantâneo talvez precise ser combinado com outras informações, tais como temporização, duração e intensidade, para poder acessar com precisão os efeitos fisiológicos potenciais.The invention generally takes advantage of one or more empirical physiological stimulus models of certain physiological effects, each using a certain spectral physiological stimulus function. In one embodiment, these functions can be used to assess an expected physiological effect, evaluating the weighted average or another function of the spectral distribution of the light in question. It is observed that determining a physiological stimulus may require information about the intensity of radiation in the visible regions as well as certain almost visible ones in the spectrum of mixed light. It is also observed that the intensity of radiation in some regions of almost visible wavelength may have little or no effect on light stimuli, such as intensity or chromaticity. It is also noted that an instantaneous physiological stimulus may need to be combined with other information, such as timing, duration and intensity, in order to accurately access potential physiological effects.

Uma distribuição espectral de luz, tal como uma distribuição espectral radiante de potência, pode ser transformada para prover uma medição de estímulo fisiológico ou luminoso de diversas formas. Por exemplo, um valor escalar representando um estímulo, tal como metabolização de melatonina ou fluxo luminoso pode ser derivada matematicamente de uma distribuição espectral radiante de potência através da integração ponderada, totalização ponderada, ou outra operação, como ficaria compreendido por um técnico versado na técnica. Como outro exemplo, funções de valor de vetor representando valores triestímulos ou de cromaticidade podem ser derivadas similarmente mediante uma operação apropriada.A spectral distribution of light, such as a radiant spectral distribution of power, can be transformed to provide a measurement of physiological or luminous stimulus in several ways. For example, a scalar value representing a stimulus, such as melatonin metabolism or light flux can be derived mathematically from a radiant spectral distribution of power through weighted integration, weighted totalization, or other operation, as would be understood by a person skilled in the art . As another example, vector value functions representing tristimulus or chromaticity values can be derived similarly by appropriate operation.

Em uma modalidade, o controlador pode ser configurado com um modelo do sistema de iluminação bem como modelos respectivos para estímulos luminosos e fisiológicos para cada um ou mais dos modos operacionais predeterminados do sistema. O controlador pode monitorar condições operacionais do sistema, por exemplo, temperatura, vida útil de dispositivo, quantidade de luz ambiente, e uso das mesmas na forma de parâmetros nestes modelos para avaliar correntes de acionamento de LEE adequadas para gerarem luz com estímulos luminosos e fisiológicos desejados. Os estímulos desejados podem ser predeterminados ou, opcionalmente, providos em tempo real durante operação por meio de uma interface de usuário.In one embodiment, the controller can be configured with a model of the lighting system as well as respective models for light and physiological stimuli for each or more of the predetermined operating modes of the system. The controller can monitor operating system conditions, for example, temperature, device life, amount of ambient light, and use of them in the form of parameters in these models to assess LEE drive currents suitable for generating light with light and physiological stimuli desired. The desired stimuli can be predetermined or, optionally, provided in real time during operation through a user interface.

A relação entre estímulos, parâmetros operacionais e correntes de acionamento pode apresentar características altamente não lineares, mas pode ser resolvida de formas aproximadas e praticamente suficientes usando uma gama de diferentes métodos. Por exemplo, o controlador pode empregar solucionadores de equação padrão analíticos e não analíticos, bem como dependentes e livres, lógica difusa, modelos de rede neural, e semelhante para resolver o sistema de equações que descreve as características não lineares de relações entre estímulos, parâmetros e correntes de acionamento.The relationship between stimuli, operational parameters and drive currents can have highly non-linear characteristics, but can be resolved in approximate and almost sufficient ways using a range of different methods. For example, the controller can employ standard analytical and non-analytical equation solvers, as well as dependent and free, fuzzy logic, neural network models, and the like to solve the equation system that describes the nonlinear characteristics of relationships between stimuli, parameters and drive chains.

Como mencionado acima, a fonte de luz pode prover geralmente primeiros estímulos luminosos e fisiológicos desejados em um momento, enquanto provê ou o estímulo luminoso ou fisiológico em outro momento. Em outras palavras, a fonte de luz pode ser configurada para prover somente o estímulo fisiológico desejado, que é geralmente inadequado para iluminação, e não provê o estímulo luminoso desejado, como definido acima. A fonte de luz também pode ser configurada para provê níveis variados ou tipos variados de estímulos luminosos e/ou fisiológicos.As mentioned above, the light source can generally provide the first desired light and physiological stimuli at one time, while providing either the light or physiological stimulus at another time. In other words, the light source can be configured to provide only the desired physiological stimulus, which is generally unsuitable for illumination, and does not provide the desired light stimulus, as defined above. The light source can also be configured to provide varying levels or types of light and / or physiological stimuli.

Em uma modalidade, um estímulo fisiológico induzido por luz desejado pode ser provido continuamente ao mesmo tempo juntamente com um estímulo luminoso desejado, tal como fluxo luminoso, intensidade, cor, cromaticidade, CRI, e/ou CCT. Em outra modalidade o controlador é configurado para controlar os LEEs de tal modo que a composição espectral é modulada com rajadas adicionais de luz de composição espectral adequada para melhorar estímulo fisiológico embora minimamente afetando o estímulo luminoso médio desejado no tempo. A comutação pode ser realizada de diferentes formas selecionando adequadamente duração e frequência das rajadas. Observa-se que, dependendo do brilho da luz, o sistema visual humano geralmente é menos perceptivo a variações de cor ou cromaticidade do que ele é à variação de brilho. Em uma modalidade, por conseguinte, estímulos luminosos indicativos de brilho variam dentro de uma faixa menor do que estímulos luminosos indicativos de cor ou cromaticidade, possibilitando, desta maneira, variação perceptível menor em iluminação.In one embodiment, a desired light-induced physiological stimulus can be provided continuously at the same time together with a desired light stimulus, such as luminous flux, intensity, color, chromaticity, CRI, and / or CCT. In another modality, the controller is configured to control the LEEs in such a way that the spectral composition is modulated with additional bursts of light of adequate spectral composition to improve the physiological stimulus while minimally affecting the desired average light stimulus over time. Switching can be done in different ways by properly selecting the duration and frequency of bursts. It is observed that, depending on the brightness of the light, the human visual system is generally less perceptive to variations in color or chromaticity than it is to variations in brightness. In a modality, therefore, luminous stimuli indicative of brightness vary within a smaller range than luminous stimuli indicative of color or chromaticity, allowing, in this way, less noticeable variation in illumination.

Em uma modalidade, o controlador é configurado para atingir um estímulo fisiológico desejado enquanto mantêm o estímulo luminoso desejado em um nível predeterminado ou dentro de uma faixa predeterminada próxima em um nível predeterminado. Se isto não for possível, diferentes modalidades do controlador podem ser configuradas para responderem diferentemente. Por exemplo, o controlador pode ser configurado para ultrapassar certos limites de estímulo luminoso desejado a fim de atingir um estímulo fisiológico desejado, ou, altemativamente, ele pode inibir estímulos fisiológicos que não podem ser atingidos sem ultrapassar limites de estímulo luminoso. Outras respostas são possíveis, como ficariam prontamente compreendidas por técnicos qualificados, por exemplo ultrapassar limites de diferente estímulo por diferente quantidade baseado em uma prioridade predeterminada de ponderação de prioridades, a fim de determinar uma iluminação viável com níveis aceitáveis de cada estímulo.In one embodiment, the controller is configured to achieve a desired physiological stimulus while maintaining the desired light stimulus at a predetermined level or within a nearby predetermined range at a predetermined level. If this is not possible, different controller modes can be configured to respond differently. For example, the controller can be configured to exceed certain desired light stimulus limits in order to achieve a desired physiological stimulus, or, alternatively, it can inhibit physiological stimuli that cannot be reached without exceeding light stimulus limits. Other answers are possible, as would be readily understood by qualified technicians, for example to exceed limits of different stimulus by different quantity based on a predetermined priority of priority weighting, in order to determine a viable lighting with acceptable levels of each stimulus.

Também se observa que somente luz de certa intensidade dentro de uma faixa espectral específica pode efetivamente contribuir para um certo estímulo fisiológico. Em uma modalidade, a largura de banda da sensibilidade espectral ou características de ponderação de um estímulo fisiológico pode ser importante quando se determina os comprimentos de onda e faixas de banda dominantes dos LEEs a serem empregados no sistema de iluminação.It is also observed that only light of a certain intensity within a specific spectral range can effectively contribute to a certain physiological stimulus. In one embodiment, the bandwidth of spectral sensitivity or weighting characteristics of a physiological stimulus can be important when determining the dominant wavelengths and bands of the LEEs to be employed in the lighting system.

Em uma modalidade, desvio do comprimento de onda dominante dos LEEs e o alargamento da faixa de banda dos LEEs sob condições operacionais variáveis podem requerer emprego de grupos de certos LEEs cromáticos com comprimentos de onda dominantes similares mas diferentes, a fim de ampliar o espectro da luz emitida por um grupo. Esta configuração pode assegurar que variações de intensidade no espectro da luz emitida por todo o grupo podem provocar ainda variações significantes no estímulo fisiológico, mesmo se o espectro de um ou mais LEEs do grupo não se sobrepor mais com a função de resposta fisiológica espectral respectiva. Por exemplo, números suficientemente grandes de LEEs cromáticos adequadamente armazenados provêm uma dispersão de comprimento de onda dominante nominal adequada para ampliar desejavelmente o espectro.In one modality, deviation from the dominant wavelengths of the LEEs and the widening of the bandwidth of the LEEs under varying operating conditions may require the use of groups of certain chromatic LEEs with similar but different dominant wavelengths, in order to expand the spectrum of the light emitted by a group. This configuration can ensure that variations in intensity in the spectrum of light emitted by the entire group can still cause significant variations in the physiological stimulus, even if the spectrum of one or more LEEs in the group no longer overlap with the respective spectral physiological response function. For example, sufficiently large numbers of properly stored chromatic LEEs provide a suitable nominal dominant wavelength dispersion to desirably extend the spectrum.

Os exemplos 1, 2 e 3 especificam configurações de exemplo de LEEs que podem ser integrados em um sistema de iluminação de acordo com modalidades da presente invenção. Um sistema de iluminação incluiría os componentes necessários, software, hardware, firmware e semelhante, a fim de controlar apropriadamente estas configurações de exemplo de LEEs.Examples 1, 2 and 3 specify sample configurations of LEEs that can be integrated into a lighting system according to the modalities of the present invention. A lighting system would include the necessary components, software, hardware, firmware and the like, in order to properly control these example LEE configurations.

Uma fonte de luz de exemplo baseada em sistema de LEE emprega LEEs vermelho, verde e azul que podem emitir luz que provê uma estímulo fisiológico mais alto do que uma fonte de luz branca de banda larga emitindo luz de substancialmente o mesmo fluxo luminoso fotópico. Por exemplo, o fluxo luminoso fotópico de uma fonte de luz pode ser expressa ponderando o fluxo radiante da fonte de luz em cada comprimento de onda visível pela eficácia luminosa (como ilustrado nas figs. 3 e 5) naquele comprimento de onda, e totalizando ou integrando os resultados por uma faixa predeterminada de comprimentos de onda visíveis.An example light source based on an LEE system employs red, green and blue LEEs that can emit light that provides a higher physiological stimulus than a broadband white light source emitting light from substantially the same photopic light flux. For example, the photopic luminous flux of a light source can be expressed by weighting the radiant flux of the light source at each visible wavelength by the luminous efficacy (as illustrated in Figs. 3 and 5) at that wavelength, and totaling or integrating the results over a predetermined range of visible wavelengths.

Devido a que o fluxo luminoso é determinado totalizando ou integrando contribuições por uma faixa de comprimentos de onda, duas fontes de luz, por exemplo, uma fonte de luz baseada em LEE compreendendo LEEs vermelho, verde e azul, e uma fonte de luz branca de banda larga, podem ter substancialmente o mesmo fluxo luminoso total, mas distribuições espectrais substancialmente diferentes. Similarmente, estímulo fisiológico pode ser expresso ponderando o fluxo radiante de uma fonte de luz em cada comprimento de onda visível por uma função de resposta fisiológica (por exemplo, metabolização de melatonina, como ilustrado na fig. 3) e totalizando ou integrando os resultados por uma faixa predeterminada de comprimentos de onda. Por conseguinte, uma vez que as funções de ponderação para fluxo luminoso ou eficácia e resposta fisiológica (por exemplo, metabolização de melatonina) podem diferir substancialmente, é possível configurar as diferentes distribuições espectrais de potência das duas fontes de luz de tal modo que os estímulos fisiológicos diferem substancialmente enquanto o fluxo luminoso permanece substancialmente o mesmo.Because the luminous flux is determined by totaling or integrating contributions over a wavelength range, two light sources, for example, an LEE-based light source comprising red, green and blue LEEs, and a white light source of broadband, may have substantially the same total luminous flux, but substantially different spectral distributions. Similarly, physiological stimulus can be expressed by weighting the radiant flux of a light source at each visible wavelength by a physiological response function (for example, melatonin metabolism, as illustrated in Fig. 3) and totaling or integrating the results by a predetermined range of wavelengths. Therefore, since the weighting functions for luminous flux or efficacy and physiological response (for example, melatonin metabolism) can differ substantially, it is possible to configure the different spectral power distributions of the two light sources in such a way that the stimuli Physiological differences differ substantially while the luminous flux remains substantially the same.

Outra fonte de luz de exemplo baseada em sistema de LEE emprega LEEs azuis com dois ou mais diferentes comprimentos de onda dominantes nominais e um ou mais LEEs verde e um ou mais branco, e é configurada de tal modo que o estímulo fisiológico da luz emitida pode ser alterado sem variar a eficácia luminosa ou cromaticidade. Como descrito acima, um primeiro LEE azul selecionado pode emitir uma proporção maior de sua produção em comprimentos de onda fazendo surgir um estímulo visual do que um segundo LEE azul selecionado, enquanto que os LEEs verde e branco podem emitir comparativamente pouco da produção dos mesmos em comprimentos de onda fazendo surgir o estímulo visual. Variando as quantidades relativas de luz emitida para os primeiro e segundo LEEs azuis, a quantidade de estímulo visual, desse modo, pode ser alterada.Another example light source based on a LEE system employs blue LEEs with two or more different nominal dominant wavelengths and one or more green LEEs and one or more white, and is configured in such a way that the physiological stimulus of the emitted light can be changed without varying the luminous efficiency or chromaticity. As described above, a selected first blue LEE can emit a greater proportion of its production at wavelengths giving rise to a visual stimulus than a selected second blue LEE, while green and white LEEs can emit comparatively little of their production in wavelengths giving rise to the visual stimulus. By varying the relative amounts of light emitted for the first and second blue LEEs, the amount of visual stimulus can thus be changed.

Substancialmente ao mesmo tempo, as quantidades de luz emitida para os LEEs verde e branco podem ser ajustadas para reterem substancialmente a mesma eficácia luminosa ou cromaticidade. Por exemplo, para manter eficácia luminosa, se as quantidades relativas de luz azul são ajustadas de tal modo que a eficácia luminosa da luz azul combinada diminua, então as quantidades de luz verde e branca podem ser ajustadas para emitir um aumento correspondente de eficácia luminosa da luz verde e branca combinada. O aumento e redução em eficácia luminosa podem ser configurados para substancialmente neutralizarem-se, mantendo, desta maneira, uma eficácia luminosa substancialmente constante.At substantially the same time, the amounts of light emitted for the green and white LEEs can be adjusted to retain substantially the same luminous efficacy or chromaticity. For example, to maintain luminous efficacy, if the relative amounts of blue light are adjusted in such a way that the luminous efficacy of the combined blue light decreases, then the amounts of green and white light can be adjusted to emit a corresponding increase in luminous efficacy of the combined green and white light. The increase and decrease in luminous efficacy can be configured to substantially neutralize, thereby maintaining a substantially constant luminous efficacy.

Como outro exemplo, a fig. 6 ilustra uma porção de um diagrama de cromaticidade CIE, caracterizado pelo fato de que luz proveniente de um LEE branco, um LEE verde, e dois LEEs azuis é combinada para gerar uma luz resultante. As cromaticidades dos LEEs branco, verde, primeiro azul e segundo azul estão em vértices de 610, 620, 630 e 640, respectivamente. Se a cromaticidade resultante puder ser expressada com precisão como uma combinação convexa de cromaticidades dos LEEs individuais, então a cromaticidade em ponto 650 podem ser atingidas usando somente um dos LEEs azuis, como a seguir. Se somente o primeiro LEE tendo cromaticidade 630 for usado, então a proporção de (intensidade) de azul em relação à luz branca pode ser a/b, e a proporção luz azul e branca combinada pode ser c/d. Se somente o segundo LEE azul tendo cromaticidade 640 for usado, então a proporção de (intensidade) de azul em relação à luz branca pode ser x/y, e a proporção da luz azul e branca combinada em relação à luz verde pode ser c/z. Se ambos LEEs azuis forem usados, a cromaticidade em ponto 650 pode ser atingida similarmente considerando um LEE azul equivalente tendo uma cromaticidade ao longo do segmento de linha 660, a cromaticidade determinada por uma combinação convexa de cromaticidades 630 e 640, ponderada de acordo com intensidades relativas dos dois LEEs azuis.As another example, fig. 6 illustrates a portion of a CIE chromaticity diagram, characterized by the fact that light from a white LEE, a green LEE, and two blue LEEs is combined to generate a resulting light. The chromaticities of the white, green, first blue and second blue LEEs are at the vertices of 610, 620, 630 and 640, respectively. If the resulting chromaticity can be accurately expressed as a convex combination of chromaticities of the individual LEEs, then the dot 650 chromaticity can be achieved using only one of the blue LEEs, as follows. If only the first LEE having 630 chromaticity is used, then the ratio of (intensity) of blue to white light can be a / b, and the combined blue and white light ratio can be c / d. If only the second blue LEE having 640 chromaticity is used, then the ratio of (intensity) of blue to white light can be x / y, and the ratio of combined blue and white light to green light can be c / z. If both blue LEEs are used, the chromaticity at point 650 can be achieved similarly considering an equivalent blue LEE having a chromaticity along the line segment 660, the chromaticity determined by a convex combination of chromaticities 630 and 640, weighted according to intensities of the two blue LEEs.

Dependendo dos estímulos luminosos e fisiológicos desejados, o sistema de iluminação pode empregar muitas diferentes combinações de cores de LEE, como discutido em detalhe abaixo.Depending on the desired light and physiological stimuli, the lighting system can employ many different LEE color combinations, as discussed in detail below.

Ainda outro sistema de iluminação de exemplo baseado em LEE inclui LEEs verdes com dois ou mais diferentes comprimentos de onda dominantes nominais e um ou mais LEEs azuis e um ou mais branco, e é configurado de tal modo que o estímulo fisiológico da luz emitida pode ser alterado sem variar um ou mais estímulos luminosos. Por exemplo, as intensidades relativas de um ou mais LEEs podem ser alteradas como no Exemplo 2 para variarem um estímulo fisiológico, embora os LEEs restantes possam ser alterados em compensação para manterem a eficácia luminosa ou cromaticidade substancialmente invariante.Yet another example lighting system based on LEE includes green LEEs with two or more different nominal dominant wavelengths and one or more blue LEEs and one or more white, and is configured in such a way that the physiological stimulus of the emitted light can be changed without varying one or more light stimuli. For example, the relative intensities of one or more LEEs can be changed as in Example 2 to vary a physiological stimulus, although the remaining LEEs can be changed in compensation to maintain substantially invariant luminous efficacy or chromaticity.

Mais outro sistema de iluminação de exemplo baseado em LEE inclui LEEs vermelho, verde, azul e âmbar ou LEES vermelho, verde azul e branco, e é configurado de tal modo que o estímulo fisiológico da luz emitida pode ser alterado sem variar um ou mais estímulos luminosos. Por exemplo, as intensidades relativas de um ou mais LEEs podem ser alteradas como no Exemplo 2 para variarem um estímulo fisiológico, embora os LEEs restantes possam ser alterados em compensação para manterem a eficácia luminosa ou cromaticidade substancialmente invariante.Another LEE-based example lighting system includes red, green, blue and amber LEEs or red, blue and white green LEES, and is configured in such a way that the physiological stimulus of the emitted light can be changed without varying one or more stimuli luminous. For example, the relative intensities of one or more LEEs can be changed as in Example 2 to vary a physiological stimulus, although the remaining LEEs can be changed in compensation to maintain substantially invariant luminous efficacy or chromaticity.

O sistema de iluminação baseado em LEE também pode empregar LEEs verde, azul e branco quente, e é configurado de tal modo que o estímulo fisiológico da luz emitida pode ser alterado sem variar um ou mais estímulos luminosos. Por exemplo, as intensidades relativas de um ou mais LEEs podem ser alteradas como no Exemplo 2 para variarem um estímulo fisiológico, embora os LEEs restantes possam ser alterados em compensação para manterem a eficácia luminosa ou cromaticidade substancialmente invariante.The LEE-based lighting system can also employ green, blue and warm white LEEs, and is configured in such a way that the physiological stimulus of the emitted light can be changed without varying one or more light stimuli. For example, the relative intensities of one or more LEEs can be changed as in Example 2 to vary a physiological stimulus, although the remaining LEEs can be changed in compensation to maintain substantially invariant luminous efficacy or chromaticity.

Em várias modalidades da invenção, o fluxo luminoso pode ser mantido substancialmente fixo, embora variando o estímulo fisiológico como discutido em relação com os Exemplos 2-3. Por exemplo, a fig. 3 ilustra que estimulação de metabolização de melatonina pode ser aumentada aumentando-se a intensidade de luz radiante entre cerca de 400 nm e cerca de 525 nm. Entretanto, para manter um fluxo luminoso substancialmente constante, a intensidade de luz radiante entre cerca de 525 nm e 650 nm precisa ser aumentada de tal modo que o fluxo luminoso, por exemplo, como representado pela densidade espectral de potência integrada total ponderada pela função de luminosidade Υλ, permaneça substancialmente constante, em outras palavras, um aumento de intensidade de luz em comprimentos de onda mais baixo pode ser balanceado por uma redução correspondente de intensidade de luz com comprimentos de onda mais alto, a fim de manter fluxo luminoso substancialmente constante. Adicionalmente, observa-se que, com respeito à metabolização de melatonina da fig. 3, ambas ações (intensidade crescente com comprimentos de onda mais baixo e intensidade decrescente com comprimentos de onda mais altos) podem aumentar este estímulo fisiológico, devido à resposta negativa (inibição) de metabolização de melatonina com comprimento de onda mais altos.In various embodiments of the invention, the luminous flux can be kept substantially fixed, while varying the physiological stimulus as discussed in connection with Examples 2-3. For example, fig. 3 illustrates that stimulation of melatonin metabolism can be increased by increasing the intensity of radiant light between about 400 nm and about 525 nm. However, to maintain a substantially constant luminous flux, the intensity of radiant light between about 525 nm and 650 nm needs to be increased in such a way that the luminous flux, for example, as represented by the total integrated power spectral density weighted by the function of luminance Υ λ , remains substantially constant, in other words, an increase in light intensity at lower wavelengths can be balanced by a corresponding reduction in light intensity at higher wavelengths, in order to maintain substantially constant light flux . Additionally, it is observed that, with respect to the melatonin metabolization of fig. 3, both actions (increasing intensity with shorter wavelengths and decreasing intensity with longer wavelengths) can increase this physiological stimulus, due to the negative response (inhibition) of melatonin metabolization with higher wavelengths.

A fig. 7 ilustra um sistema de acordo com uma modalidade particular da presente invenção, tendo um módulo de controle de estímulo 710 dirigido para controlar a corrente de acionamento para produzir um estímulo fisiológico desejado enquanto mantêm estímulos luminosos desejados. O módulo de controle de estímulo 710 é operativamente acoplado a um controlador 720, o módulo de controle provendo correntes de acionamento a N elementos emissores de luz 730. O controlador 720 aceita sinal de entrada de uma interface de usuário 735 ou de outra fonte de informações, bem como retroalimentação óptico 738 proveniente de um ou mais sensores acoplados aos elementos emissores de luz diretamente ou através de um sistema óptico (não mostrado). Sinal de entrada proveniente da interface de usuário 735 e de retroalimentação 738 é provido ao módulo de controle de estímulo 710 na forma de estímulos fisiológicos desejados 711, estímulos luminosos desejados 712, e parâmetros operacionais 714. Os sinais de entrada para o módulo de controle de estímulo 710 podem caracterizar variáveis no sistema de sistema de iluminação, tais como características da iluminação desejadas e capacidade correntes dos elementos emissores de luz, devido a aquecimento de dispositivo, envelhecimento, iluminação ambiente, e semelhante.Fig. 7 illustrates a system according to a particular embodiment of the present invention, having a stimulus control module 710 directed to control the drive current to produce a desired physiological stimulus while maintaining desired light stimuli. The stimulus control module 710 is operatively coupled to a controller 720, the control module providing drive currents to N light emitting elements 730. Controller 720 accepts input signal from a user interface 735 or other information source , as well as optical feedback 738 from one or more sensors coupled to the light-emitting elements directly or through an optical system (not shown). Input signal from user interface 735 and feedback 738 is provided to stimulus control module 710 in the form of desired physiological stimuli 711, desired light stimuli 712, and operational parameters 714. The input signals to the control module of stimulus 710 can characterize variables in the lighting system system, such as desired lighting characteristics and current capacity of the light emitting elements, due to device heating, aging, ambient lighting, and the like.

Os estímulos desejados 711 e 712 e parâmetros operacionais 714 são providos como sinais de entrada para um processador 716, que determina informação de acionamento de LEE apropriada 718, por exemplo, controle de forma de onda de corrente de acionamento, que pode induzir um ou mais aspectos de iluminação baseados nos estímulos desejados 711 e712e em luz de parâmetros operacionais 714. Por exemplo, se for viável prover luz de acordo com todos os estímulos desejados 711 e 712, a informação de acionamento de LEE 718 pode resultar em controle de forma de onda de corrente de acionamento resultando em dita luz, contanto que os parâmetros operacionais permaneçam receptível a esta atividade. Se pelo menos um estímulo não for viável, o processador 716 pode determinar que a informação de acionamento de LEE alternativa 718 seja considerada aceitável por uma métrica predeterminada. Por exemplo, o processador 716 pode determinar uma solução para informação de acionamento de LEE 718 que resulte em estímulos selecionados estando substancialmente próximos a ou dentro de suas regiões operacionais desejadas, enquanto que outros estímulos selecionados podem ser substancialmente negligenciados ou afastados de suas regiões operacionais desejadas. Como outro exemplo, uma solução viável, para informação de acionamento de LEE 718, considerando que parâmetros operacionais correntes 714, pode ser computada designando um ou mais valores a um ou mais estímulos selecionados e calculando informação de acionamento de LEE 718 que substancialmente minimiza a distância, ou de outro modo que fica dentro de uma distância viável predeterminada, dos valores a uma região operacional desejada para os estímulos em um espaço de vetor, de tal modo que a solução fica dentro de uma região viável definida pelos parâmetros operacionais correntes.The desired stimuli 711 and 712 and operational parameters 714 are provided as input signals to a processor 716, which determines appropriate LEE drive information 718, for example, drive current waveform control, which can induce one or more lighting aspects based on the desired stimuli 711 and 712e in light of operational parameters 714. For example, if it is feasible to provide light in accordance with all the desired stimuli 711 and 712, the trigger information from LEE 718 can result in waveform control of activation current resulting in this light, as long as the operational parameters remain receptive to this activity. If at least one stimulus is not feasible, processor 716 can determine that alternative LEE trigger information 718 is considered acceptable by a predetermined metric. For example, the 716 processor can determine a solution for LEE 718 trigger information that results in selected stimuli being substantially close to or within its desired operating regions, while other selected stimuli may be substantially neglected or removed from their desired operating regions. . As another example, a viable solution for LEE 718 triggering information, considering current operating parameters 714, can be computed by assigning one or more values to one or more selected stimuli and calculating LEE 718 triggering information that substantially minimizes the distance , or otherwise within a predetermined viable distance, from the values to a desired operating region for stimuli in a vector space, such that the solution is within a viable region defined by current operating parameters.

Por exemplo, se o módulo de controle de estímulo 710 determinar, devido, por exemplo, ao sinal de entrada proveniente da interface de usuário 735, que um estímulo fisiológico A (tal como metabolização de melatonina indutora) é desejado em um nível específico, em que o estímulo fisiológico A requer emissão de luz em uma banda de frequência em tomo de cerca de 450 nm, então o módulo de controle de estímulo pode computar informação de acionamento de LEE 718 que resulta em um aumento de luz emitida por LEEs azuis produzindo luz nesta banda de frequência, o aumento de acordo com o nível específico do estímulo A. Se for ainda especificado que o fluxo luminoso e cromaticidade devem ser manter dentro de uma faixa préespecificada, então o módulo de controle de estímulo pode computar informação de acionamento de LEE 718 que intensifica os LEEs produzindo luz em outras faixas de frequência para compensar pela mudança em luz azul, contanto que uma solução de compensação viável possa ser encontrada. Se uma solução viável não puder ser encontrada, por exemplo, se intensificar LEEs em outras faixas de frequência resultasse em ultrapassar limites operacionais dos LEEs, então as condições operacionais pré-especificadas, por exemplo o nível de estímulo A ou o fluxo luminoso ou faixas de cromaticidade, podem ser ajustadas e uma nova solução viável é buscada.For example, if stimulus control module 710 determines, for example, due to the input signal coming from user interface 735, that a physiological stimulus A (such as inducing melatonin metabolism) is desired at a specific level, in that physiological stimulus A requires light emission in a frequency band around 450 nm, so the stimulus control module can compute trigger information from LEE 718 which results in an increase in light emitted by blue LEEs producing light in this frequency band, the increase according to the specific level of stimulus A. If it is further specified that the luminous flux and chromaticity must be kept within a pre-specified range, then the stimulus control module can compute LEE triggering information 718 that intensifies LEEs by producing light in other frequency ranges to compensate for the change in blue light, as long as a compensating solution viable situation can be found. If a viable solution cannot be found, for example, if intensifying LEEs in other frequency ranges would result in exceeding the operational limits of the LEEs, then the pre-specified operating conditions, for example the stimulus level A or the luminous flux or bands of chromaticity, can be adjusted and a new viable solution is sought.

O processador 716 pode incluir um microprocessador ou microcontrolador, ou para uso exclusivo pelo módulo de controle de estímulo 710 ou compartido com o controlador. O microprocessador ou microcontrolador pode incluir componentes como seria compreendido por um trabalhador versado na técnica, incluindo CPU, memória, dispositivos de entrada, dispositivos de saída, controle de interrupção, relógio, e semelhante.The processor 716 may include a microprocessor or microcontroller, or for exclusive use by the stimulus control module 710 or shared with the controller. The microprocessor or microcontroller may include components as would be understood by a person skilled in the art, including CPU, memory, input devices, output devices, interrupt control, clock, and the like.

Embora várias modalidades inventivas tenham sido descritas e ilustradas neste documento, aqueles que possuem conhecimento comum na técnica prontamente vislumbrarão uma variedade de outros meios e/ou estruturas para realizar a função e/ou obtenção dos resultados e/ou uma ou mais das vantagens descritas neste documento, e cada uma destas variações e/ou modificações é considerada como estando dentro do escopo das modalidades inventivas descritas neste documento. Mais genericamente, aqueles que são versados na técnica prontamente observarão que todos os parâmetros, dimensões, materiais e configurações descritos neste documento são considerados como exemplo, e que os parâmetros, dimensões, materiais e/ou configurações reais dependerão da aplicação ou aplicações específicas para que os ensinamentos inventivos seja/sejam usados. Aqueles que são versados na técnica reconhecerão, ou poderão determinar, usando não mais do que experimentação de rotina, muitos equivalentes para as modalidades inventivas específicas descritas neste documento. É importante, portanto, ficar compreendido que as modalidades precedentes são apresentadas somente por meio de exemplo e que, com o escopo das reivindicações apensas e equivalentes das mesmas, as modalidades inventivas podem ser reproduzidas de outro modo que como especificamente descritas e reivindicadas. As modalidades inventivas da presente divulgação são dirigidas a cada característica, sistema, artigo, material, jogo, e/ou método individual descritos neste documento. Além disto, qualquer combinação de dois ou mais características, sistemas, artigos, materiais, jogos e/ou métodos, se estas características, sistemas, artigos, materiais, jogos e/ou métodos não forem mutuamente inconsistentes, é incluída dentro do escopo inventivo da presente invenção.Although several inventive modalities have been described and illustrated in this document, those who have common knowledge in the art will readily envision a variety of other means and / or structures for performing the function and / or obtaining the results and / or one or more of the advantages described in this document. document, and each of these variations and / or modifications is considered to be within the scope of the inventive modalities described in this document. More generally, those skilled in the art will readily note that all parameters, dimensions, materials and configurations described in this document are taken as an example, and that the actual parameters, dimensions, materials and / or configurations will depend on the specific application or applications for which inventive teachings are / are used. Those skilled in the art will recognize, or be able to determine, using no more than routine experimentation, many equivalents for the specific inventive modalities described in this document. It is important, therefore, to understand that the preceding modalities are presented by way of example only and that, within the scope of the attached and equivalent claims thereof, the inventive modalities can be reproduced in a manner other than as specifically described and claimed. The inventive modalities of the present disclosure are addressed to each characteristic, system, article, material, game, and / or individual method described in this document. In addition, any combination of two or more characteristics, systems, articles, materials, games and / or methods, if these characteristics, systems, articles, materials, games and / or methods are not mutually inconsistent, is included within the inventive scope of the present invention.

Todas as definições, como definidas e usadas neste documento, devem ser compreendidas como suplantando as definições de dicionário, definições em documentos incorporados por referência, e/ou significados comuns dos termos definidos.All definitions, as defined and used in this document, are to be understood as superseding dictionary definitions, definitions in documents incorporated by reference, and / or common meanings of defined terms.

Como usado neste documento, o termo cerca de refere-se a uma variação de +/- 10% do valor nominal. É importante compreender que este tipo de variação está sempre incluído em qualquer dado valor provido neste documento, esteja ele ou não especificamente referido.As used in this document, the term about refers to a variation of +/- 10% of the nominal value. It is important to understand that this type of variation is always included in any given value provided in this document, whether or not it is specifically mentioned.

Os artigos indefinidos um e um, como usados neste documento no relatório e nas reivindicações, a menos que do contrário claramente indicado, deve ser compreendido significando pelo menos um. A expressão e/ou, como usada neste documento, no relatório e nas reivindicações, deve ser compreendida significando um ou outro ou ambos dos elementos assim conjugados, ou seja, elementos que estão presentes conjuntivamente em alguns caso e disjuntivamente presentes em outros casos. Múltiplos elementos listados com “e/ou devem ser interpretados da mesma maneira, ou seja, um ou mais dos elementos assim conjugados. Outros elementos podem estar presentes opcionalmente diferentes daqueles elementos especificamente identificados pela expressão e/ou, independente de estarem relacionados ou não relacionados àqueles elementos especificamente identificados. Desse modo, como um exemplo não limitativo, uma referência a A e/ou B, quando usada em conjunto com linguagem não limitada, tal como compreendendo pode referir-se, em uma modalidade, a apenas A (opcionalmente incluindo elementos diferentes de B); em outra modalidade, a apenas B (opcionalmente incluindo elementos diferentes de A); em mais outra modalidade, a ambos A e B (opcionalmente incluindo outros elementos); etc. Como usado neste documento no relatório e nas reivindicações, ou deve ser compreendido como tendo o mesmo sentido de e/ou como definido acima. Por exemplo, ao separar itens em uma lista, ou ou e/ou deve ser interpretado como sendo inclusivo, ou seja, a inclusão de pelo menos um, mas também incluindo mais que um, de uma variedade ou lista de elementos, e, opcionalmente, itens não listados adicionais. Apenas termos claramente indicados do contrário, tais como apenas um de ou exatamente um de, ou, quando usados nas reivindicações, consistindo de, se referirão à inclusão de exatamente um elemento de uma variedade ou lista de elementos. Em geral, o termo ou como usado neste documento será interpretado somente como indicando alternativas exclusivas (ou seja, um ou outro, mas não ambos) quando precedido por termos de exclusividade, tais como um ou outro, um de, apenas um de, ou exatamente um de consistindo essencialmente de, quando usado nas reivindicações, terá seu significado comum como usado no campo de lei patentária.Undefined articles one and one, as used in this document in the report and in the claims, unless otherwise clearly indicated, must be understood to mean at least one. The expression and / or, as used in this document, in the report and in the claims, must be understood to mean one or the other or both of the elements thus conjugated, that is, elements that are present together in some cases and disjunctively present in other cases. Multiple elements listed with “and / or must be interpreted in the same way, that is, one or more of the elements thus conjugated. Other elements may be present optionally different from those elements specifically identified by the expression and / or, regardless of whether they are related or not related to those elements specifically identified. Thus, as a non-limiting example, a reference to A and / or B, when used in conjunction with non-limited language, as comprising may refer, in one embodiment, to only A (optionally including elements other than B) ; in another modality, only B (optionally including elements other than A); in yet another modality, both A and B (optionally including other elements); etc. As used in this document in the report and in the claims, it must either be understood to have the same meaning as and / or as defined above. For example, when separating items in a list, either or or and / or should be interpreted as being inclusive, that is, the inclusion of at least one, but also including more than one, of a variety or list of elements, and, optionally , additional unlisted items. Only terms clearly indicated to the contrary, such as just one of or exactly one of, or, when used in the claims, consisting of, will refer to the inclusion of exactly one element of a variety or list of elements. In general, the term or as used in this document will only be interpreted as indicating exclusive alternatives (ie, one or the other, but not both) when preceded by terms of exclusivity, such as one or the other, one of, only one of, or exactly one of essentially consisting of, when used in the claims, will have its common meaning as used in the field of patent law.

Como usado neste documento no relatório e nas reivindicações, a expressão pelo menos um, em referência a uma lista de um ou mais elementos, deve ser compreendida como significando pelo menos um elemento selecionado de qualquer um ou mais dos elementos constantes na lista de elementos, mas não necessariamente incluindo pelo menos um de cada e cada elemento especificamente listado dentro da lista de elementos e não excluindo quaisquer combinações de elementos constantes na lista de elementos. Esta definição permite também que possam estar presentes opcionalmente elementos diferentes dos elementos especificamente identificados dentro da lista de elementos a qual a expressão “pelo menos um se refere, esteja relacionado ou não relacionado àqueles elementos especificamente identificados. Desse modo, como um exemplo não limitativo, pelo menos um de A e B (ou, equivalentemente, pelo menos um de A ou B, ou, equivalentemente pelo menos um de A e/ou B) pode referir-se, em uma modalidade, a pelo menos um, opcionalmente incluindo mais do que um, A, com nenhum B presente (e opcionalmente incluindo elementos diferentes de B), em outra modalidade, a pelo menos um, opcionalmente incluindo mais do que um, B, com nenhum A presente (e opcionalmente incluindo elementos diferentes de A), em mais outra modalidade, a pelo menos um, opcionalmente incluindo mais do que um, A, e pelo menos um, opcionalmente incluindo mais do que um, B (e opcionalmente incluindo outros elementos), etc.As used in this document in the report and in the claims, the expression at least one, in reference to a list of one or more elements, must be understood as meaning at least one element selected from any one or more of the elements contained in the list of elements, but not necessarily including at least one of each and each element specifically listed within the list of elements and not excluding any combinations of elements in the list of elements. This definition also allows that elements other than those specifically identified may be present optionally within the list of elements to which the expression “at least one refers, is related or unrelated to those elements specifically identified. Thus, as a non-limiting example, at least one from A and B (or, equivalently, at least one from A or B, or, equivalently at least one from A and / or B) can refer, in a modality , to at least one, optionally including more than one, A, with no B present (and optionally including elements other than B), in another embodiment, to at least one, optionally including more than one, B, with no A present (and optionally including elements other than A), in yet another embodiment, to at least one, optionally including more than one, A, and at least one, optionally including more than one, B (and optionally including other elements) , etc.

E importante também compreender que, a menos que do contrário claramente indicado, em quaisquer métodos reivindicados neste documento que incluam mais do que uma etapa ou ato, a ordem das etapas ou atos do método não fica necessariamente limitada à ordem em que as etapas e atos do método são listados nas reivindicações, bem como no relatório acima, todas as expressões de transição, tais como “compreendendo, incluindo, carregando, tendo, contendo, envolvendo, mantendo, composto de, e semelhante devem ser compreendidas como não limitativas, ou seja, significar incluindo, mas não estando limitado a. Apenas as expressões de transição consistindo de e consistindo essencialmente de devem ser 5 consideradas expressões com sentido fechado ou semifechados, respectivamente.It is also important to understand that, unless otherwise clearly indicated, in any methods claimed in this document that include more than one step or act, the order of the steps or acts of the method is not necessarily limited to the order in which the steps and acts of the method are listed in the claims, as well as in the report above, all transition expressions, such as “comprising, including, carrying, having, containing, involving, maintaining, composed of, and the like must be understood as non-limiting, ie , meaning including, but not limited to. Only transition expressions consisting of and essentially consisting of 5 should be considered expressions with closed or semi-closed meanings, respectively.

A pessoa com conhecimento na técnica compreenderá que as modalidades precedentes da invenção são exemplos e podem variar de muitas formas. Estas variações presentes ou futuras não devem ser consideradas 10 como um distanciamento do espírito e escopo da invenção, e todas estas modificações como seriam aparentes para uma pessoa versada na técnica são destinadas a serem incluídas dentro do escopo da seguintes reivindicaçõesThe person skilled in the art will understand that the foregoing embodiments of the invention are examples and can vary in many ways. These present or future variations should not be considered as a departure from the spirit and scope of the invention, and all such modifications as would be apparent to a person skilled in the art are intended to be included within the scope of the following claims

Claims (8)

REIVINDICAÇÕES 1. SISTEMA (100) PARA EMITIR LUZ, a luz provendo um estímulo fisiológico induzido por luz (711) predeterminado e um estímulo luminoso predeterminado, o sistema caracterizado por compreender:1. SYSTEM (100) FOR EMITTING LIGHT, the light providing a predetermined physiological stimulus induced by light (711) and a predetermined luminous stimulus, the system characterized by comprising: (a) um primeiro ou mais elementos emissores de luz (130, 730) configurados para emitirem luz de uma primeira faixa de comprimento de onda, o dito primeiro ou mais elementos emissores de luz (130, 730) sensíveis a um primeiro ou mais sinais de controle, um ou mais primeiros elementos emissores de luz compreendendo um primeiro conjunto de elementos emissores de luz azul e um segundo conjunto de elementos emissores de luz azul, o dito primeiro conjunto de elementos emissores de luz azul tendo um primeiro comprimento de onda de pico e o dito segundo conjunto de elementos emissores de luz azul tendo um segundo comprimento de onda de pico, o dito primeiro comprimento de onda de pico e o dito segundo comprimento de onda de pico sendo diferentes;(a) a first or more light-emitting elements (130, 730) configured to emit light of a first wavelength range, said first or more light-emitting elements (130, 730) sensitive to a first or more signals of control, one or more first light-emitting elements comprising a first set of blue-emitting elements and a second set of blue-emitting elements, said first set of blue-emitting elements having a first peak wavelength and said second set of blue light-emitting elements having a second peak wavelength, said first peak wavelength and said second peak wavelength being different; (b) um segundo ou mais elementos emissores de luz (130, 730) compreendendo pelo menos um elemento emissor de luz verde e pelo menos um elemento emissor de luz branca, o dito segundo ou mais elementos emissores de luz (130, 730) sensíveis a um ou mais segundos sinais de controle; e (c) um sistema de controle (110, 710) operativamente acoplado ao primeiro ou mais elementos emissores de luz (130, 730) e ao segundo ou mais elementos emissores de luz (130, 730), o sistema de controle (110, 710) sendo configurado para variar o estímulo fisiológico da luz emitida sem alterar a eficácia luminosa ou a cromaticidade, variando as quantidades relativas de luz emitida pelo primeiro conjunto de elementos emissores de luz azul e o segundo conjunto de elementos emissores de luz azul, e variando, ao mesmo tempo, as quantidades de luz emitida pelo, pelo menos, um elemento emissor de luz verde e pelo, pelo menos, um elemento emissor de luz branca,(b) a second or more light-emitting elements (130, 730) comprising at least one green light-emitting element and at least one white light-emitting element, said second or more sensitive light-emitting elements (130, 730) one or more second control signals; and (c) a control system (110, 710) operatively coupled to the first or more light-emitting elements (130, 730) and to the second or more light-emitting elements (130, 730), the control system (110, 710) being configured to vary the physiological stimulus of the light emitted without changing the luminous efficacy or chromaticity, varying the relative amounts of light emitted by the first set of elements emitting blue light and the second set of elements emitting blue light, and varying , at the same time, the quantities of light emitted by at least one element emitting green light and at least one element emitting white light, Petição 870190064826, de 10/07/2019, pág. 7/12 de modo a manter a mesma eficácia luminosa ou cromaticidade.Petition 870190064826, of 10/07/2019, p. 7/12 in order to maintain the same luminous efficacy or chromaticity. 2. SISTEMA (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo estímulo fisiológico ter um ou mais efeitos fisiológicos selecionados do grupo consistindo de: metabolização hormonal, controle de sono, efeitos circadianos, atividade orgânica, metabolização celular e resposta de sistema imune.2. SYSTEM (100), according to claim 1, characterized by the physiological stimulus having one or more physiological effects selected from the group consisting of: hormonal metabolism, sleep control, circadian effects, organic activity, cellular metabolism and immune system response . 3. SISTEMA (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo estímulo luminoso (712) ser selecionado do grupo consistindo de: cor, brilho, luminância, fluxo luminoso, intensidade, cor, temperatura de cor correlacionada e cromaticidade.3. SYSTEM (100), according to claim 1, characterized in that the light stimulus (712) is selected from the group consisting of: color, brightness, luminance, luminous flux, intensity, color, correlated color temperature and chromaticity. 4. SISTEMA (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo estímulo fisiológico (711) incluir variar emissão de luz tendo comprimento de ondas entre 420 nm e 500 nm.4. SYSTEM (100), according to claim 1, characterized in that the physiological stimulus (711) includes varying light emission having a wavelength between 420 nm and 500 nm. 5. SISTEMA (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda um ou mais sensores (140) configurados para proverem um ou mais sinais de retroalimentação para o controlador (110, 710), em que o dito um ou mais sensores (140) são selecionados do grupo consistindo de: sensores de temperatura, sensores de tensão e sensores ópticos.SYSTEM (100) according to claim 1, characterized in that it further comprises one or more sensors (140) configured to provide one or more feedback signals to the controller (110, 710), wherein said one or more sensors (140) are selected from the group consisting of: temperature sensors, voltage sensors and optical sensors. 6. SISTEMA (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por configurar para variar o estímulo fisiológico (711) em relação a um ou mais de tempo, duração e força para alcançar um efeito predeterminado.6. SYSTEM (100), according to claim 1, characterized by configuring to vary the physiological stimulus (711) in relation to one or more of time, duration and strength to achieve a predetermined effect. 7. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser configurado para avaliar o estímulo fisiológico (711) da luz de acordo com um ou mais modelos de estímulo fisiológico empíricos.7. SYSTEM, according to claim 1, characterized by being configured to evaluate the physiological stimulus (711) of the light according to one or more empirical physiological stimulus models. 8. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pela avaliação envolver a medição de uma distribuição espectral de média ponderada da luzpor uma faixa predeterminada de comprimentos de onda.8. SYSTEM, according to claim 7, characterized by the evaluation involving the measurement of a light weighted average spectral distribution over a predetermined range of wavelengths.
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